L'exposition de souris au lipopolysaccharide (LPS) par le poumon est une intervention couramment utilisée à plusieurs fins dans la recherche expérimentale sur les poumons. Cependant, le spectre complet des altérations pulmonaires physiologiques causées par le LPS n'est pas défini. Ici, nous avons utilisé le flexiVent pour caractériser les changements dans la mécanique respiratoire induits par une seule exposition intranasale à une solution saline ou au LPS à 1 ou 3 mg/Kg chez des souris mâles C57BL/6. Ils ont été étudiés 24, 48 ou 96 h après l'exposition. Le système respiratoire a été sondé à la fois dans une petite plage de faibles volumes en utilisant l'oscillométrie et dans une large plage qui comprend des volumes élevés en utilisant des inspirations profondes et des manœuvres pression-volume. L'inflammation et les altérations histologiques ont également été examinées. Le LPS a provoqué une inflammation neutrophilique dans les lavages broncho-alvéolaires (BAL) et des infiltrations de cellules inflammatoires dans le tissu pulmonaire. Il a également augmenté la concentration de protéines totales dans les fluides des BAL et le nombre de cellules caliciformes dans l'épithélium. La mécanique respiratoire évaluée par oscillométrie a été légèrement affectée par le LPS, le changement le plus évident étant une augmentation de l'élastance. Le LPS affectait de manière plus marquée les lectures obtenues en sondant le système respiratoire dans une large plage comprenant des volumes élevés. En particulier, il a diminué la compliance et tous les volumes pulmonaires, y compris la capacité inspiratoire, la capacité pulmonaire totale, le volume résiduel et la capacité vitale. La plupart des altérations se sont produites tôt (24 h) et la plupart étaient initialement d'une ampleur similaire entre les deux doses de LPS. Ces altérations se sont ensuite souvent aggravées de 24 à 48 h, et cette aggravation était généralement plus importante et plus persistante (96 h) chez les souris exposées à 3 versus 1 mg/Kg. Nous soutenons que la plupart des altérations mécaniques causées par le LPS proviennent principalement de la consolidation pulmonaire. / Exposing mice to lipopolysaccharide (LPS) through the lung is an intervention commonly used for several purposes in experimental lung research. However, the full spectrum of physiological lung alterations caused by LPS is undefined. Here in, we have used the flexiVent to characterize the changes in respiratory mechanics induced by a single intranasal exposure to saline or LPS at either 1 or 3 mg/Kg in male C57BL/6 mice. They were studied 24, 48 or 96 h after exposure. The respiratory system was probed both within a small range of low volumes using oscillometry and within a large range that includes high volumes using deep inflations and pressure-volume maneuvers. Inflammation and histological alterations were also examined. LPS caused neutrophilic inflammation in bronchoalveolar lavages(BAL) and infiltrations of inflammatory cells within the lung tissue. It also rose the concentration of total proteins in BAL fluids and the number of goblet cells with in the epithelium. Respiratory mechanics assessed by oscillometry was modestly affected by LPS, the most obvious change being augmented elastance. LPS more markedly affected readouts obtained by probing the respiratory system within a large range that includes high volumes. In particular, it decreased compliance and all lung volumes, including inspiratory capacity, total lung capacity, residual volume and vital capacity. Most alterations occurred early (24 h) and most were initially of similar magnitude between the two doses of LPS. These alterations then often worsened from 24 to 48 h, and this worsening was generally greater and more persistent (96 h) in mice exposed to 3 versus 1 mg/Kg. We make the argument that most mechanical alterations caused by LPS mainly stem from lung consolidation.

Titre de l'écran-titre (visionné le 5 septembre 2023) / Introduction : Le syndrome de détresse respiratoire aiguë (SDRA) a été décrit pour la première fois en 1967 par Ashbaugh et ses collègues. Depuis, deux définitions majeures ont fait le jour dans le but d'homogénéiser les critères diagnostiques pour améliorer la recherche et ultimement offrir de meilleurs soins aux patients. Le SDRA a une faible incidence, mais une mortalité évaluée entre 30 et 60 %, donc doit faire l'objet d'une mobilisation de l'entièreté de l'équipe médicale. Cela dit, le traitement n'est qu'un traitement de soutien pour l'instant et la recherche clinique vise à trouver des solutions pour aider à améliorer la survie des patients. Cette revue systématique avec méta-analyse typique et en réseau bayésien visait à étudier l'efficacité des bloqueurs neuromusculaires dans le syndrome de détresse respiratoire aiguë (SDRA) à réduire la mortalité. Méthodes : Les bases de données Medline, Embase, Cochrane Central et Web of Science ont été interrogées le 1er octobre 2021. Seuls les essais cliniques randomisés comparant les bloqueurs neuromusculaires à n'importe quel comparateur dans le traitement du SDRA ont été inclus. Le critère de jugement principal était la mortalité. Les critères de jugement secondaires étaient les jours passés sans ventilation mécanique, la durée du séjour aux soins intensifs (USI) et les différentes complications rapportées. Les résultats entre les niveaux de sédation ont été examinés avec une méta-analyse en réseau de type bayésienne. Résultats : Nous avons inclus 6 essais compilant un total de 1 557 patients. Les bloqueurs neuromusculaires comparativement à n'importe quel comparateur dans le traitement du SDRA ont montré une réduction de la mortalité (Rapport de risques (RR) 0,79 [IC à 95 %, 0,62 à 0,99]). Aucune différence dans les jours passés sans ventilation mécanique (Différence de moyennes (DM) 0,68 [IC à 95 %, -0,50 à 1,85]) ou la durée de séjour en USI (DM 0,77 [IC à 95 %, -2,99 à 4,54]) n'a été trouvée. Une méta-analyse en réseau de type bayésienne n'a révélé aucune différence de mortalité lors de l'utilisation d'une sédation légère par rapport à une sédation profonde dans le SDRA (Rapport de cotes (RC) 0,58 [95 % CrI, 0,07 à 4,46]). Conclusion : Les bloqueurs neuromusculaires réduisent en toute sécurité la mortalité. La sédation légère a un impact similaire sur le taux de mortalité que la sédation profonde qui, elle, comporte un certain fardeau pour les patients. Un essai de non-infériorité comparant les deux niveaux de sédation serait justifié compte tenu de la valeur ajoutée de la sédation légère. / Introduction : Acute respiratory distress syndrome (ARDS) was first described in 1967 by Ashbaugh and colleagues. Since then, two major definitions have emerged with the aim of standardizing diagnostic criteria to improve research and ultimately provide better patient care. ARDS has a low incidence, but a mortality estimated between 30 and 60%, so the entire medical team must be mobilized. That said, treatment is only supportive at this time and clinical research is aimed at finding solutions to help patient survival. This systematic review with typical and Bayesian network meta-analysis aimed to investigate the effectiveness of neuromuscular blocking agents in acute respiratory distress syndrome (ARDS) in reducing mortality. Methods : Medline, Embase, Cochrane Central and Web of Science were queried on October 1st, 2021. Randomized clinical trials comparing neuromuscular blockers to any comparator in treating ARDS were included. Primary outcome was mortality. Secondary outcomes were ventilator-free days, intensive care (ICU) length of stay (LOS) and complications. Results between sedation levels were examined with a Bayesian Network Meta-analysis method. Results : We included 6 trials compiling a total of 1557 patients. Neuromuscular blockers compared to any comparator in treating ARDS showed a reduction in mortality (Risk Ratio (RR) 0.79 [95% CI, 0.62 to 0.99]). No difference in ventilator-free days (Mean Differences (MD) 0.68 [95% CI, -0.50 to 1.85]) or ICU LOS (MD 0.77 [95% CI, -2.99 to 4.54]) were found. A Bayesian Network Meta-analysis yielded no difference in mortality when using light sedation compared to heavy sedation in ARDS. (Odd Ratio (OR) 0.58 [95% CrI, 0.07 to 4.46].) Conclusion : Neuromuscular blockers safely reduce mortality. Light sedation potentially has a similar impact on mortality as heavy sedation that carries some burden. A non-inferiority trial comparing both sedation levels may be warranted considering the added value of light sedation.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

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Objectif : Déterminer le rôle du sexe en réponse aux glucocorticoïdes anténataux (GCA) pour la prévention du syndrome de détresse respiratoire (SDR). Méthode : Une revue systématique et une méta-analyse des essais randomisés contrôlés ont été réalisées afin de comparer les risques relatifs entre les garçons et les filles pour le risque de SDR, et secondairement, les hémorragies intraventriculaires (HIV) et la mortalité néonatale. Les risques relatifs globaux ont été calculés à l'aide du modèle à effets aléatoire avec des intervalles de confiance à 95 %. Résultats : Huit études ont rencontré les critères d'inclusion et ont été analysées. Nous n'avons pas démontré de différence significative entre mâles et femelles pour la diminution du risque de RDS (mâles RR: 0.50 [0.33, 0.77], femelles RR: 0.57 [0.43, 0.75], p=0.99), de l'HIV ou de la mortalité néonatale. Conclusion : L'évidence provenant de la littérature ne nous a pas permis d'observer de différences sexuelles dans la réponse aux GCA en prévention du SDR.

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

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Les patients en état critique nécessitant une ventilation artificielle sont particulièrement exposés au risque d'une agression rénale ischémique. L'apparition d'une insuffisance rénale aiguë (IRA) dans ce contexte est responsable d'une surmortalité. L'objectif de ce travail était l'optimisation de la prévention de l'IRA incluant deux axes de recherche. D'une part l'évaluation de mesures de protection rénale visant au maintien de la délivrance rénale en oxygène et d'autre part l'étude de la performance des outils d'évaluation de la fonction rénale pour la détection et la caractérisation d'une agression.La principale mesure de prévention de l'IRA proposée en pratique clinique pour la restauration et le maintien d'une perfusion rénale est l'expansion volémique mais avec un risque d'altération de la fonction pulmonaire. Nos travaux ont permis de montrer que le pronostic rénal au cours de la réanimation liquidienne dépend du type de soluté administré. L'incidence de l'IRA est plus élevée lorsque des colloïdes à base d'hydroxyéthylamidons et/ou ayant un pouvoir oncotique élevé sont utilisés. Contrairement au rein, l'évolution de la fonction respiratoire ne dépend pas de l'effet oncotique du soluté utilisé mais des volumes administrés. La degradation de la fonction respiratoire semble survenir pour un volume moindre de colloïdes que de cristalloïdes, sans doute du fait d'une efficacité plus importante sur l'augmentation du volume intravasculaire.Associé à la restauration de la perfusion rénale, le maintien de l'oxygénation artérielle est un autre déterminant potentiel de l'oxygénation rénale. Nous avons évalué la réponse rénale à une hypoxémie modérée, habituelle au cours du syndrome de détresse respiratoire aiguë. Une baisse de la FiO2 est en effet recommandée pour la prévention des lésions pulmonaires induites par l'oxygène. Une ventilation de 2 heures à un niveau de SaO2 entre 88 et 92% engendre une réponse diurétique et une augmentation des résistances artérielles rénales mesurées par la méthode Doppler. Cette réponse rénale est indépendante des modifications ventilatoires et hémodynamiques, elle est rapidement réversible avec la réoxygénation. En plus de sa capacité à détecter une modification de la vascularisation rénale, nous avons retrouvé que la mesure de l'index de résistance prédisait de façon satisfaisante la persistance d'une IRA, performance meilleure que celle de certains indices biochimiques urinaires habituellement recommandés.Ces différents travaux ont permis de mieux appréhender les interactions physiopathologiques entre la prévention des dysfonctions rénale et pulmonaire et soulignent les antagonismes qui peuvent exister entre ces deux organes. La réanimation liquidienne peut être optimisée par le choix d'un soluté hypo-oncotique pour réduire le risque d'IRA sans altérer la fonction respiratoire. La réponse rénale à une hypoxémie modérée suggère que la préservation de l'oxygénation artérielle puisse avoir un rôle dans la préservation de la fonction rénale. Enfin, le Doppler rénal est un outil prometteur pour la sélection, l'évaluation et l'optimisation des mesures de protection rénales. / Critically ill patients needing mechanical ventilation are particularly exposed to ischemic renal injury leading for acute kidney injury (AKI) occurrence is associated and poor outcome. The aim of this work was to optimize AKI prevention. We evaluated protective measures for renal oxygen delivery on one hand and the performance of usual tools for the detection and characterization of renal injury on the other hand.The main measure in preventing AKI is the correction and the preservation of blood volume; fluid resuscitation is, however, associated with an increased risk of pulmonary oedema. Our results show that renal outcome depends on the type of fluid used with an increased risk of AKI using hydroxyethylstarches and/or hyper-oncotic colloids while pulmonary function is not influenced by the type of fluids used but depends on the volume infused. Pulmonary worsening seems to occure for a lower volume of colloids than crystalloids, probably because of a higher efficiency to increase intravascular volume.In addition to the restoration of renal perfusion, arterial oxygenation is a potential determinant of renal oxygenation. Because the use of a low FiO2 level is recommended to avoid oxygen related pulmonary lesions, we assessed the renal response to a moderate hypoxemia, usually applied in patient with acute respiratory distress syndrome. Two hours of mechanical ventilation with a SaO2 between 88% and 92% induces renal diuretic and vascular response identified by Doppler. This response is independent from ventilator and hemodynamic changes. Renal response is rapidly reversible with the correction of hypoxemia. In addition to the ability in detecting changes of intra-renal vascular resistances, we found that Doppler resistive index is helpful in predicting the persistence of AKI, better than most of the usual urinary indices.Our works allow a better approach of the intricate mechanisms in preventing renal and pulmonary functions. Fluid resuscitation can be optimized preferring hypo-oncotic fluids for reducing AKI incidence without apparent negative impact on pulmonary function. Renal response to a moderate hypoxemia suggests that arterial oxygen preservation might be essential for renal function preservation. Renal Doppler is a promising tool for the selection and the evaluation of AKI preventive measures.

Cette thèse porte sur la mise en place, sur un imageur clinique, de nouveaux protocoles adaptés à l'IRM de l'hélium3 hyperpolarisé et sur leur validation au cours d'études précliniques et cliniques. L’IRM de l’hélium3 hyperpolarisé étant non invasive et non ionisante, elle est bien adaptée à l'utilisation chez l'enfant, dès le plus jeune âge, et aux suivis longitudinaux. Pourtant, les protocoles d’imagerie sont le plus souvent réalisés pendant l’apnée, rendant la technique difficilement applicable chez de jeunes enfants. La première contribution de cette thèse porte sur un protocole de respiration spontanée, sa modélisation et sa validation préclinique, préalables à une application chez des patients non coopératifs. La deuxième étude traite de l'application conjointe de l'IRM proton et hélium3 hyperpolarisé à un modèle de pathologie aiguë chez le lapin, maladie jusqu’à présent non étudiée en IRM de l’hélium3 hyperpolarisé. Enfin, la troisième étude s’intéresse à l’évaluation de la sensibilité de la technique et de l'influence d'une séance de drainage bronchique, chez des enfants atteints de mucoviscidose dont la fonction pulmonaire est asymptomatique. / This work deals with the design, on a clinical scanner, of new protocols for helium3 MRI and with their application to preclinical and clinical studies. Allowing for a virtually unlimited number of acquisitions, helium3 MRI is well adapted for longitudinal or pediatric studies. Acquisitions, however, are mostly performed under breath-hold, precluding the application to non cooperative patients. The first part of this thesis addresses the use of a free-breathing protocol, validated in vivo on rabbit and optimized using a model of gas exchange. A second study tackles the joint use of helium3 and proton MRI to study acute diseases, using a rabbit model of Acute Respiratory Distress Syndrome. Finally, the third study demonstrates the sensitivity of helium3 MRI and evaluates the influence of chest physical therapy on cystic fibrosis children with normal respiratory function.

Les patients en état critique nécessitant une ventilation artificielle sont particulièrement exposés au risque d'une agression rénale ischémique. L'apparition d'une insuffisance rénale aiguë (IRA) dans ce contexte est responsable d'une surmortalité. L'objectif de ce travail était l'optimisation de la prévention de l'IRA incluant deux axes de recherche. D'une part l'évaluation de mesures de protection rénale visant au maintien de la délivrance rénale en oxygène et d'autre part l'étude de la performance des outils d'évaluation de la fonction rénale pour la détection et la caractérisation d'une agression.La principale mesure de prévention de l'IRA proposée en pratique clinique pour la restauration et le maintien d'une perfusion rénale est l'expansion volémique mais avec un risque d'altération de la fonction pulmonaire. Nos travaux ont permis de montrer que le pronostic rénal au cours de la réanimation liquidienne dépend du type de soluté administré. L'incidence de l'IRA est plus élevée lorsque des colloïdes à base d'hydroxyéthylamidons et/ou ayant un pouvoir oncotique élevé sont utilisés. Contrairement au rein, l'évolution de la fonction respiratoire ne dépend pas de l'effet oncotique du soluté utilisé mais des volumes administrés. La degradation de la fonction respiratoire semble survenir pour un volume moindre de colloïdes que de cristalloïdes, sans doute du fait d'une efficacité plus importante sur l'augmentation du volume intravasculaire.Associé à la restauration de la perfusion rénale, le maintien de l'oxygénation artérielle est un autre déterminant potentiel de l'oxygénation rénale. Nous avons évalué la réponse rénale à une hypoxémie modérée, habituelle au cours du syndrome de détresse respiratoire aiguë. Une baisse de la FiO2 est en effet recommandée pour la prévention des lésions pulmonaires induites par l'oxygène. Une ventilation de 2 heures à un niveau de SaO2 entre 88 et 92% engendre une réponse diurétique et une augmentation des résistances artérielles rénales mesurées par la méthode Doppler. Cette réponse rénale est indépendante des modifications ventilatoires et hémodynamiques, elle est rapidement réversible avec la réoxygénation. En plus de sa capacité à détecter une modification de la vascularisation rénale, nous avons retrouvé que la mesure de l'index de résistance prédisait de façon satisfaisante la persistance d'une IRA, performance meilleure que celle de certains indices biochimiques urinaires habituellement recommandés.Ces différents travaux ont permis de mieux appréhender les interactions physiopathologiques entre la prévention des dysfonctions rénale et pulmonaire et soulignent les antagonismes qui peuvent exister entre ces deux organes. La réanimation liquidienne peut être optimisée par le choix d'un soluté hypo-oncotique pour réduire le risque d'IRA sans altérer la fonction respiratoire. La réponse rénale à une hypoxémie modérée suggère que la préservation de l'oxygénation artérielle puisse avoir un rôle dans la préservation de la fonction rénale. Enfin, le Doppler rénal est un outil prometteur pour la sélection, l'évaluation et l'optimisation des mesures de protection rénales.