Thèse d'exercice : Médecine : Nancy 1 : 2008. / Titre provenant de l'écran-titre.

Reproduction de : Thèse d'exercice : Médecine. Médecine générale : Nantes : 2008. / Bibliogr.

L'intervention coronarienne percutanée (ICP) est réalisée en utilisant l'imagerie radiographique en temps réel dans une suite interventionnelle. La modélisation de ces procédures ICP pour aider le praticien implique la compréhension des différentes phases de la procédure ICP, par la machine d’intervention, qui peut être utilisées pour optimiser la dose de rayons X et l'agent de contraste. Pour atteindre cet objectif, l’une des tâches importantes consiste à segmenter différents outils d’intervention dans les flux d’images fluoroscopiques et à en déduire des informations sémantiques. L’arbre des composants, un puissant outil morphologique mathématique, constitue la base des méthodes de segmentation proposées. Nous présentons ce travail en deux parties: 1) la segmentation du cathéter vide à faible contraste, et 2) la segmentation de la pointe du guide et le suivi de la détection du vaisseau d’intervention. Nous présentons une nouvelle méthode de segmentation basée sur l’espace à plusieurs échelles pour détecter des objets faiblement contrastés comme un cathéter vide. Pour la dernière partie, nous présentons la segmentation de la pointe du guide avec le filtrage basé sur l’arbre de composants et proposons un algorithme pour suivre sémantiquement la pointe segmentée pour déterminer le vaisseau d’intervention / Percutaneous coronary intervention (PCI) is performed using real-time radiographic imaging in an interventional suite. Modeling these ICP procedures to help the practitioner involves understanding the different phases of the ICP procedure, by the interventional machine, which can be used to optimize the X-ray dose and the contrast agent. One of the important tasks in achieving this goal is to segment different interventional tools into the flow of fluoroscopic images and to derive semantic information from them. The component tree, a powerful mathematical morphological tool, forms the basis of the proposed segmentation methods. We present this work in two parts: 1) the segmentation of the low-contrast empty catheter, and 2) the segmentation of the tip of the guide and the monitoring of the detection of the intervention vessel. We present a new multi-scale space-based segmentation method for detecting low-contrast objects such as an empty catheter. For the last part, we present the segmentation of the tip of the guide with filtering based on the component tree and propose an algorithm to semantically follow the segmented tip to determine the intervention vessel

Cette thèse porte sur la sélection d’anticorps humains et la découverte de nouveaux biomarqueurs en vue d’un diagnostic et d’une thérapie de l’athérosclérose. Le premier volet concerne, dans un premier temps, la sélection d’anticorps humains dans un contexte physiopathologique chez un modèle animal de l’athérosclérose. La sélection in vivo a permis de sélectionner des anticorps sur large pannel de cibles dans leur conformation native et sous l’influence de leur microenvironnement. Suite à cela, afin d’accéder à la spécificité des clones, une méthode innovante de criblage a été développée, la cytométrie de flux à moyen débit. Cette technique, contrairement à l’ELISA couramment utilisé pour la caractérisation d’anticorps ou de peptides, ne nécessite pas de connaitre l’antigène et permet également de travailler à des concentrations de protéines moindres. Ainsi, deux cents anticorps ont pu être sélectionnés. Les tests d’affinité et de caractérisation de ces anticorps ont, par la suite, mené à l’identification d’une nouvelle cible de la plaque d’athérome, la galectine 3, protéine impliquée dans l’activation des macrophages ainsi que la rétention des LDL oxydées par ces dernières. Le deuxième volet concerne une seconde approche de criblage in silico des anticorps issus de la sélection in vivo, notamment grâce à l’utilisation de techniques de séquençage haut débit (Pacific Biosciences). Les résultats de cette étude pilote ont permis demettre en exergue plusieurs points : (1) la possibilité d’obtenir des séquences >1000bpcorrespondant à des scFv après analyse par IMGT/HighV-QUEST (database des immunoglobulines internationales) et (2) la possibilité d’identifier des séquences de clones préférentiellement enrichies après une sélection in vivo. En conclusion et perspectives, ces deux méthodes de criblage complémentaires nous donnent accès à de nouvelles voies d’obtention d’anticorps humains pour (1) le couplage à des nanoparticules pour le diagnostic par IRM de la plaque d’athérome ainsi que (2) apporter une thérapie in situ au site inflammatoire. / This thesis is based on the selection of human antibodies and identification of newbiomarkers to develop a diagnosis and a therapy of atherosclerosis. The part one treats, first,the selection of human antibodies in a pathophysiological context in an animal model ofatherosclerosis. To access not only to a large panel of targets but also proteins in their nativeconformation and influenced by their microenvironment, an in vivo selection was performed.In a second time, an innovative high throughput flow cytometry screening was implemented.Contrary to the use of ELISA screening which needs to have an identified target, the flowcytometry doesn’t have this limitation and uses a lower quantity of proteins than ELISAassays. By this screening, two thousand clones were selected. Characterization and specificitytests of these antibodies have yielded to the discovery of galectin 3 has a new biomarker. Thisprotein is implicated in macrophage activation, binding of oxLDL by macrophages to formfoam cells. The second part is about a second screening approach of the antibodies issuingfrom the in vivo selection by using Next Generation Sequencing methods (PacificBiosciences). The results of this primary study allowed for highlighingt two points: (1) thefeasibility to obtain long reads >1000bp identified as scFv after analysis by IMGT/HighVQUEST(international database of immunglobulins) and (2) the feasibility to identify hits ofclones preferentially enriched during the in vivo selection. In conclusion and perspectives,these two complementary methods give the opportunity to obtain human antibodies for (1) thecoupling to nanoparticles for diagnosis by MRI of atheroma plaque and (2) serve as ligandsfor in situ delivery of drugs.

Cette thèse visait à explorer trois limites des adaptations cardiovasculaires des sportifs endurants. Les athlètes endurants bradycardes ont-ils un risque augmenté de présenter des syncopes réflexes et des particularités électrocardiographiques par rapport à leurs homologues non bradycardes ? Commencer un entraînement après 40 ans est-il trop tard pour espérer améliorer sa santé cardiovasculaire ? La fatigue cardiaque retrouvée à l’issue d’efforts longs et intenses chez les coureurs à pied est-elle également induite par des efforts pratiqués essentiellement avec les bras comme le canoë-kayak ou par les efforts pratiqués par les militaires durant leurs stages intensifs ? Tout d’abord, l’étude BRADY suggère que chez des athlètes endurants de même niveau qui diffèrent uniquement par leur FC de repos (44 vs 61 batt.min-1) les bradycardes ne sont pas plus à risque de syncopes réflexes ni de particularités électrocardiographiques que les non bradycardes. L’hypertrophie cardiaque, plus importante chez les bradycardes, pourrait jouer un rôle central dans le développement de la bradycardie du sportif. Deuxièmement, l’étude COSS suggère que commencer un entraînement en endurance après 40 ans n’est pas trop tard pour être en meilleure santé cardiovasculaire à 60 ans. En effet le VO2max, la FC de repos ainsi que la balance sympathovagal ne diffèrent pas chez des seniors de 60 ans ayant commencé à s’entraîner avant 30 ans de chez ceux ayant commencé après 40 ans. Ces indices de la santé cardiovasculaire étaient meilleurs dans ces deux groupes par rapport aux personnes n’ayant jamais suivi un entraînement en endurance. Seul un entraînement initié avant 30 ans semble cependant apporter certains bénéfices vasculaires à l’effort, non retrouvés chez les seniors ayant commencé après 40 ans. Enfin, l’étude FACEFI visait à évaluer les conséquences cardiaques de 3 types d’efforts : 3 semaines d’entraînements intenses en canoë-kayak au pôle France de Cesson-Sévigné, 24h d’un stage d’aguerrissement chez des élèves des Écoles de Saint-Cyr Coëtquidan, et 4 jours d’un stage chez les Commandos de Marine. Seule une partie des résultats obtenus chez les Commandos de Marine a été analysée. Ils indiquent que 3 jours et 3 nuits d’un stage commando, finalisés par une marche forcée de 20 km en portant une charge de 20 kg, ne semblent pas altérer ni les dimensions ni les fonctions cardiaques. La durée relativement faible de l’effort (< 2h45), le très bon niveau d’entraînement des sujets, ainsi que la composante en résistance importante des efforts réalisés, peuvent expliquer ce résultat. / This PhD Thesis aimed to answer three limits related to cardiovascular adaptations in endurance athletes. Are bradycardic endurance athletes more at risk of reflex syncope and of ECG abnormalities than their non-bradycardic counterparts? Is 40 years old too late to start endurance training in order to improve cardiovascular health in later life? Cardiac fatigue has been shown after long-term intense running events, but do canoeing or military training induce the same alteration? First, BRADY study showed that endurance-trained bradycardic athletes are not more prone to reflex syncope or ECG abnormalities than their non-bradycardic peers. Our results suggest that cardiac hypertrophy may be, at least in part, responsible for the developement of training-induced bradycardia. Second, COSS study showed that commencing structured endurance training after 40 years of age is powerful enough to induce beneficial alterations in VO2max, resting HR, and autonomic status that match those observed in individuals who commenced training prior to 30 years of age. However, only endurance training commenced before 30 years old provides enhancement of certain vascular adaptations during exercise. Last, preliminary results of FACEFI study showed that a 4-day military selection camp does not lead to cardiac fatigue. The relative short duration of the last exercise (< 2h45), the high level of training of the subjects, and the important strenght- related part of the exercices may explain the lack of cardiac fatigue. Data from 4 weeks of canoeing training and 24h of military training in other groups of athletes are in process.

Alors que 1 % des patients pédiatriques souffrent de malformations cardiaques, les substituts valvulaires présentement disponibles sur le marché leur sont imparfaits : taille inadéquate, absence de croissance, etc. L’hypothèse est qu’il est possible de fabriquer par génie tissulaire, via la méthode par auto-assemblage, des substituts valvulaires adaptés aux besoins pédiatriques spécifiques. Ce projet de maîtrise, visant à améliorer la méthode de fabrication, s’inscrit à la suite de travaux précédents de notre groupe de recherche, qui avaient conduit à la mise au point de deux techniques de production. L’approche préconisée consiste à ensemencer directement des fibroblastes dermiques sur la surface de gabarits de polycarbonate, traités au plasma pour favoriser leur adhésion, suivi d’une maturation dans un milieu de culture sans sérum, puis d’une phase de contraction jusqu’aux dimensions prédéterminées, permettant aux rebords des feuillets une bonne coaptation. Pour ce faire, quatre expériences préliminaires ont d’abord été conduites afin de jeter les bases de la culture sur gabarits 3D usinés. Ces dernières ont permis d’obtenir des feuillets cellulaires manipulables sur des gabarits à géométrie simplifiée, d’améliorer leurs propriétés mécaniques selon le fini de la surface usinée et avec un milieu de culture sans sérum, de réduire leur pourcentage de contraction et d’optimiser le traitement plasma. Les essais de fabrication des substituts valvulaires ont par la suite permis de faire progresser la technique, mais n’ont pas produit les résultats escomptés. Ainsi, des optimisations restent à apporter afin que la méthode soit un succès. En effet, l’hypothèse principale quant à ces insuccès est liée à une surface d’échanges gazeux insuffisante entraînant potentiellement une hypoxie cellulaire et une acidification du milieu de culture secondairement au dioxyde de carbone. En regard des expériences préliminaires prometteuses, de futurs essais tenant compte des recommandations présentées dans ce mémoire pourraient toutefois mener à la fabrication de substituts valvulaires adaptées aux patients pédiatriques / While 1% of children are born with a cardiac defect, valve prostheses actually available on the market do not meet their needs: oversized, non-growing, etc. The hypothesis is that it is possible to fabricate a tissue-engineered heart valve prosthesis (TEHV) with the self-assembly method adapted to the paediatric specific needs. This master level project, with the objective of improving the fabrication method, follows the work of our research group, which led to two different valve prosthesis fabrication techniques. The chosen approach consists in seeding dermal fibroblasts directly on the surface of plasma treated polycarbonate templates to ensure cell adherence, followed by maturation in a serum-free cell culture media (SFM) and a contraction phase to predetermined dimensions, allowing for a good coaptation of the leaflets. To reach this goal, four preliminary experiments were first conducted to set the ground for cell culture on 3D machined templates. They led to manipulable cell sheets on templates with a simple geometry, to increased mechanical properties due to the machined surface characteristics and the SFM, to a reduced contraction percentage and to the optimization of the plasma treatment. Subsequently, valve prosthesis fabrication assays allowed the method to progress further but did not end with the expected results. Therefore, optimizations are still required to make the method succeed. Indeed, the main hypothesis for this failure is a too small gas exchange area potentially leading to cell hypoxia and culture medium acidification secondary to carbon dioxide. Following the promising preliminary experiments, future trials considering the recommendations made in this thesis could lead to the successful fabrication of TEHV adapted to the paediatric patients.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2012-2013. / Afin de préserver la pression de perfusion des organes vitaux tels que le coeur, les reins et le cerveau durant l'anesthésie générale et la période de circulation extra-corporelle d'une chirurgie cardiaque, la pression artérielle moyenne est maintenue au-dessus de 60 mmHg à l'aide de l'administration de vasopresseurs. Ces agents (phényléphrine et noradrenaline) semblent avoir un impact négatif sur l'oxygénation cérébrale quand ils sont administrés afin de corriger une hypotension induite par l'anesthésie générale. L'hypotension est un effet secondaire fréquent de l'anesthésie générale se produisant plus souvent chez les patients diabétiques. De plus, les diabétiques ont besoin d'une quantité plus importante de vasopresseurs afin de rétablir la pression artérielle moyenne comparativement à des patients non-diabétiques. Par contre, l'influence de la phényléphrine et de la noradrenaline sur l'oxygénation cérébrale durant la période de circulation extra-corporelle chez les patients diabétiques est encore inconnue. L'objectif du travail présenté dans ce mémoire était d'évaluer l'impact de la phényléphrine et de la noradrenaline sur l'oxygénation cérébrale chez des sujets diabétiques et des sujets non-diabétiques durant la période de circulation extra-corporelle d'une chirurgie cardiaque. Les résultats suggèrent que les sujets diabétiques subissant une chirurgie cardiaque et recevant de la noradrenaline durant la période de circulation extra-corporelle ont une oxygénation cérébrale réduite, et ce, pendant un plus grand pourcentage de temps comparativement aux sujets non-diabétiques. De plus, il semble que les sujets diabétiques ont besoin d'une plus grande quantité de noradrenaline afin de maintenir la pression artérielle moyenne durant la période de circulation extracorporelle d'une chirurgie cardiaque.

Ce mémoire veut démontrer comment les Soeurs Grises ont su tirer parti de leur expérience dans le domaine du nursing et dans la gestion des hôpitaux en Amérique du Nord pour mettre en oeuvre le projet de l'Hôpital Maisonneuve qui se veut pour l'époque un hôpital avant-gardiste. Le premier chapitre survol les mutations qui touchent le milieu médical et hospitalier après la Seconde Guerre mondiale. Le chapitre deux est consacré aux Soeurs Grises et aux premières démarches pour mettre en place un hôpital dans l'Est de Montréal. Le troisième chapitre analyse une des dimension majeurs de l'oeuvre caritative et hospitalière des Soeurs Grises: l'école d'infirmière et le service de nursing. On y découvre le rôle d'avant-garde des religieuses dans ce domaine et le haut degré de qualification qu'elles ont su développer. Enfin, le dernier chapitre s'attarde à deux éléments particulièrement novateurs du projet de l'Hôpital Maisonneuve: d'une part, l'architecture, la construction et l'aménagement des lieux qui se veulent modernes, fonctionnels et efficaces; d'autre part, la recherche de pointe dans le domaine des maladies cardiovasculaires s'incarnant dans la mise en place de l'Institut de cardiologie de Montréal.

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

L’insuffisance rénale aiguë (IRA) représente une complication fréquente de lachirurgie cardiaque pédiatrique sous circulation extracorporelle (CEC). Son traitement resteessentiellement conservateur, visant à prévenir l’aggravation de l’atteinte rénale, ousubstitutif, par épuration extrarénale (EER). L’EER précoce améliore le pronostic des adultesen défaillance multiviscérale, mais ceci n’a pas été montré chez l’enfant après chirurgiecardiaque. Le diagnostic de l’IRA repose actuellement sur une diminution du débit defiltration glomérulaire (DFG), reflété par la hausse de la créatinine sérique (sCr), et laréduction de la diurèse. Ces critères traduisent une perte de la fonction glomérulaire ; orl’atteinte initiale dans l’IRA post-chirurgicale se situe au niveau tubulaire. Ces critères sontpeu spécifiques et tardifs, et risquent de retarder le diagnostic et la prise en charge de l’IRA.Des nouveaux biomarqueurs rénaux, traduisant la présence d’une lésion tubulaire, dont leNeutrophil Gelatinase-Associated Lipocaline urinaire (NGALu) est le plus populaire,permettraient un diagnostic plus précoce.Objectif. L’objectif de ce travail est triple : (i) explorer l’association entre le délai de la miseen route de l’EER et le pronostic à court et moyen terme chez le patient < 1an qui développeune IRA post-chirurgie cardiaque ; (ii) explorer les performances diagnostiques desvariations précoces de la sCr pour l’IRA sévère ; et (iii) explorer les performancesdiagnostiques de l’élévation de NGALu pour l’IRA sévère dans des populations similaires depatients < 1an.Méthode. Une cohorte monocentrique rétrospective de patients < 1an constituée sur 10 ansa servi pour étudier l’association entre le délai de la mise en route de l’EER et la survie àcourt et moyen terme. La technique de pondération inverse par le score de propension a étéutilisée afin de réduire le biais associé aux changements des pratiques inhérents à la longuepériode d’inclusion. Une deuxième cohorte monocentrique rétrospective de patients < 1anconstituée sur 3 ½ ans a servi pour étudier les performances diagnostiques des variationsprécoces de la sCr pour l’IRA sévère. Enfin, une troisième cohorte monocentriqueprospective de patients < 1an constituée sur 18 mois a servi pour étudier les performancesdiagnostiques de NGALu pour l’IRA sévère. Pour l’étude des deux biomarqueurs, sCr etNGALu, la méthodologie utilisée a été similaire : partition des trajectoires individuelles devariation, puis analyse de l’association avec un critère composite (recours à l’EER et/oudécès postopératoire) et définition du profil à faible risque d’IRA; enfin, utilisation de laméthodologie des courbes ROC et des tables de reclassification pour quantifier leursperformances diagnostiques respectives.Résultats. La mise en route de l’EER le jour de la chirurgie ou le lendemain a été associéeavec une augmentation d’environ 45% de la survie à 30 et 90 jours. La variation de la sCrdans les 2 jours suivant la chirurgie a été spécifique mais peu sensible et peu discriminantepour le diagnostic de l’IRA sévère ; le profil à faible risque, rencontré chez près de 50% despatients a été une diminution durable d’environ 25% de la sCr par rapport à la valeur basale.NGALu a été discriminant et prédictif pour le critère composite ; la concentration de NGALu aaugmenté dans les 2 heures suivant la chirurgie, et est restée élevée chez les patientsprésentant le critère composite.Discussion et conclusions. Si la prise en charge précoce par EER de l’IRA sévère est unepriorité en termes de pronostic chez le patient < 1an, alors il faut se munir de moyensdiagnostiques précoces et performants. La variation précoce de la sCr est peu sensible etpeu discriminante. En revanche, l’élévation précoce de l’NGALu présente d’excellentesperformances diagnostiques pour l’IRA sévère, faisant de NGALu un marqueur rénalprometteur dans la population < 1an bénéficiant d’une chirurgie cardiaque. / Acute kidney injury (AKI) is common following congenital cardiac surgery withcardiopulmonary bypass (CPB). To date, no prophylactic intervention has proved to beuseful for the prevention of postoperative AKI. When AKI occurs, treatment is mainlysupportive and, when severe, requires renal replacement therapy (RRT). Several reportshave shown better outcome with early RRT in adults with multiorgan failure. No such data isavailable in children undergoing cardiac surgery, and criteria for RRT vary among centres.The definition of AKI is a reduction in the glomerular filtration rate (GFR), and the diagnosis isbased on an increase in serum creatinine (sCr) and a reduction in urine output; these arefunctional criteria, translating the consequences of glomerular injury. However, it iscommonly admitted that the first pathophysiologic finding in AKI following cardiac surgery istubular injury. Besides, the functional criteria are late, are not specific, and may delay thediagnosis of AKI. Novel AKI biomarkers, specific of tubular injury are available nowadays,with urine Neutrophil Gelatinase-Associated Lipocaline (uNGAL) being the most popular –they may allow for an early diagnosis of AKI.Objectifs. The aim of this work was: (i) explore associations between the delay to RRT, earlyand mid-term outcome in patients younger than 1 year of age who develop AKI followingcardiac surgery; (ii) assess the accuracy of early sCr variations and (iii) of uNGAL for severeAKI in two similar populations aged < 1 year.Methods. A single centre retrospective cohort of patients aged < 1 year undergoing surgeryover 10 years was used to asses the association between the delay to RRT et short and midtermsurvival. Inverse probability of treatment weighting was used to reduce bias due tochanges in practices that occurred during the long study period. A second retrospectivecohort of patients aged < 1 year undergoing surgery over 3 ½ years was used to asses theaccuracy of early sCr variations for the diagnosis of severe AKI. Finally, a third prospectivecohort of patients aged < 1 year undergoing surgery over 18 month was used to asses theaccuracy of uNGAL for the diagnosis of severe AKI. The study of both sCr and uNGAL useda similar methodology: first clustering of all individual trajectories of variation, enablingassessment of the association with a composite outcome (need for RRT and/or death) andidentification of the « normally expected » postoperative evolution of both sCr an uNGAL,associated with the best outcome; second, use of ROC curves and reclassification tables toassess the accuracy of each biomarker for the diagnosis of AKI.Results. Early RRT, initiated on the day of surgery or on day 1 following surgery, wasassociated with a 45% increase in 30-days and 90-days survival. Early sCr variation, within 2days of surgery, had a good specificity but was lacking sensitivity and discrimination for thediagnosis of severe AKI; the « expected » sCr evolution was a persistent 25% postoperativereduction relative to baseline. uNGAL had good discrimination and predictive ability for thecomposite outcome; uNGAL concentration increased within 2 hours of surgery, andremained high in patients with the composite outcome.Discussion and conclusions. If early RRT improves outcome in patients aged < 1 yearswith AKI following cardiac surgery, then it becomes important to perform an early diagnosisof severe AKI. To date, diagnosis of AKI is based on early sCr variations, but such variationslack sensitivity and discrimination for the diagnosis of severe AK. On the other hand, theincrease in uNGAL within hours of surgery has excellent accuracy for the diagnosis of severeAKI, making uNGAL a promising AKI biomarker in patients aged < 1 year undergoing cardiacsurgery with cardiopulmonary bypass.