Les individus ayant un diabète de type 1 (DB1) ont un risque de 1,2 à 3 fois plus élevé de présenter une fracture à tout site en comparaison à des individus n'ayant pas le diabète. Pour la fracture de la hanche, ce risque est augmenté de 4 à 7 fois. En général, la densité minérale osseuse (DMO) est abaissée en présence de DB1. Cette baisse légère à modérée de la DMO peut expliquer en partie, mais pas en totalité, l'augmentation disproportionnée du risque de fractures observée en DB1. Il semble ainsi exister, au-delà d'un problème de quantité osseuse, un problème dans la qualité de l'os. Peu d'études à ce jour se sont intéressées particulièrement à la prévalence des fractures vertébrales (FxV) chez des individus ayant un DB1. Une étude transversale a identifié une prévalence de FxV déconcertante de 24 % chez des participants ayant un DB1 âgés en moyenne de seulement 31 ans, en utilisant l'imagerie Vertebral Fracture Assessment (VFA) et en appliquant une méthode morphométrique pour diagnostiquer les FxV. Si une telle prévalence était confirmée à nouveau, de jeunes individus ayant un DB1 pourraient possiblement bénéficier d'un dépistage des FxV afin d'instaurer précocement des mesures pour réduire le risque de subir d'autres fractures. L'étude DenSiFy (Diabetes Spine Fractures) visait à comparer la prévalence des FxV entre des adultes ayant un DB1 et des contrôles n'ayant pas le diabète d'âge, de sexe et d'indice de masse corporelle (IMC) similaires, en utilisant l'imagerie VFA pour identifier les FxV prévalentes et en appliquant la méthode modified Algorithm-Based Qualitative (mABQ) pour les diagnostiquer. Nos résultats ne confirment pas une prévalence accrue de FxV chez des hommes et des femmes ayant un DB1 relativement bien contrôlé. / Individuals with type 1 diabetes (T1D) have a 1.2 to 3-fold increase in fracture risk at any site, and a 4- to 7-fold increase in hip fracture risk relative to those without diabetes. Bone mineral density (BMD) is generally mildly to moderately reduced in individuals with T1D, but this is insufficient to fully explain the high fracture rate observed in this population. Reduced bone quality also appears to play a role in the bone fragility of people with T1D. There is a limited number of studies on the prevalence of vertebral fractures (VFs) in T1D, but available data are concerning. A cross-sectional study reported a prevalence of VFs of 24% among young people with T1D (mean age 31 years old) using Vertebral Fracture Assessment (VFA) and applying a morphometric method for VF diagnosis. If this high prevalence is confirmed, young individuals with T1D could benefit from preventative VF screening to reduce the risk of future fractures. The DenSiFy (Diabetes Spine Fractures) study aimed to compare the prevalence of VFs between adults with T1D and nondiabetic control subjects with a similar age, sex and body mass index (BMI) distribution, using the VFA for identifying prevalent VFs and applying the modified algorithm-based qualitative (mABQ) method to diagnose VFs. Our results do not confirm an increased prevalence of VFs in men and women with relatively well-controlled T1D.

L'obésité, avec les conséquences physiologiques qu'elle engendre, est sans doute une des pathologies entraînant le plus grand nombre de décès en Amérique du Nord. On note un accroissement de l'obésité chez les enfants qui semble pouvoir être corrélée au profil lipidique de la mère durant la grossesse. Cependant, les échanges lipidiques placentaires demeurent un volet de la science encore peu étudié. Dans le plasma, le cholestérol est véhiculé via les lipoprotéines, principalement par un certain type, soit les lipoprotéines à faible densité (LDL). Ces LDL natives sont reconnues par le récepteur aux LDL (LDLr) présent à la surface des syncytiotrophoblastes. Chez l'humain, le troisième trimestre de la grossesse associé à une hypercholestérolémie prononcée pouvant avoir comme conséquence d'engendrer des LDL oxydées. Ces particules sont considérées comme étant plus arthérogéniques, puisque leur affinité avec le LDLr est réduite. Ces LDL oxydées sont les ligands d'autres récepteurs soit le « lectinlike oxidized low density lipoprotein receptor-1 » (LOX-1) et le « scavenger receptor type BI» (SR-BI). Par contre, la régulation de l'expression de ces différents récepteurs au niveau du placenta, en cas d'hypercholestérolémie, reste en grande partie inexplorée. Le but de cette étude est de caractériser la régulation de l'expression des différents récepteurs de LDL dans le placenta en fonction du profil lipidique maternel, soit de la concentration de cholestérol plasmatique, de l'indice de masse corporel pré-grossesse (IMC) et du gain de poids (GDP) en cours de grossesse. Les femmes sélectionnées sont dans un premier temps classées selon leur concentration plasmatique (inférieur à 7mM ou supérieur à 8mM), puis rétrospectivement classées selon leur IMC (normal, inférieur ou supérieur à la normale établie), ainsi qu'en fonction de leur GDP durant la grossesse (normal, inférieur ou supérieur à la normale). De plus, l'expression de ces différents récepteurs sera aussi quantifiée chez un groupe de femmes présentant un diabète gestationnel. Enfin, la localisation de ces récepteurs au niveau du syncytiotrophoblaste, soit au niveau de la membrane à bordure en brosse (BBM) ou de la membrane basale plasmique (BPM), sera déterminée. L'expression protéique des différents récepteurs dans le placenta est quantifiée par immunobuvardage de type Western et par immunohistochimie. Les résultats démontrent une diminution de l'expression du LDLr, chez les femmes ayant une concentration de cholestérol >8mM, qui semble être corrélée négativement à l'IMC et au GDP. Inversement, une augmentation de l'expression de LOX-1 est observée chez les femmes ayant une concentration de cholestérol <7mM et semble être corrélée positivement avec l'IMC, mais négativement avec le GDP. L'expression de SR-BI ne semble pas être modifiée. Ainsi, l'environnement placentaire est influencé par les IMC et GDP hors norme, ce qui, à long terme, pourrait être associé à une augmentation des problèmes cardiovasculaires. (Subventionné par IRSC) ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Placenta, LDL, LDL oxydées, LDLr, LOX-1, SR-BI, diabète gestationnel

Cet essai vise, d'une part, à inventorier les études portant sur l'efficacité de deux modalités de traitements, la thérapie de groupe et la thérapie familiale, sur l'adaptation psychologique d'enfants atteints du diabète de type 1 et de leur famille, et d'autre part, à les comparer entre elles ainsi que par rapport au traitement conventionnel (une rencontre de l'enfant et de son accompagnateur avec les spécialistes-médecin, infirmière, diététiste, psychologue, travailleuse sociale -et, par la suite un suivi qui permet d'assurer le contrôle métabolique). Une revue systématique de la littérature est d'abord effectuée. La méthodologie de celle-ci s'inspire du modèle de Cook (1997) qui comprend: la description des sources de données, le processus de sélection des études, l'extraction et la synthèse des données ainsi que la présentation et l'analyse des résultats. Parmi les treize études recensées, sept ont recours à la thérapie de groupe et six à la thérapie familiale. Des résultats significatifs sont mis en évidence pour trois études utilisant la thérapie de groupe avec groupe contrôle. Pour la première, la simulation du diabète par les parents dans le contexte d'une thérapie multifamiliale a pour effet d'améliorer le contrôle métabolique des adolescents tout en favorisant une attitude plus positive à l'égard du diabète. Pour la deuxième étude, une thérapie comportementale sur la gestion du stress résulte en une diminution du stress relié au diabète. Enfin, dans la troisième étude, l'enseignement de stratégies d'adaptation améliore le contrôle métabolique de l'enfant et sa qualité de vie. En ce qui concerne les six autres études ayant eu recours à la thérapie familiale, deux d'entre elles ont obtenu des résultats significatifs. La première a montré une diminution de l'intensité et du nombre de conflits spécifiques entourant le régime de vie et la relation parents-adolescent, grâce à l'amélioration des habilités de communication et de résolution de conflits. Pour la seconde, l'intervention précoce de type multidisciplinaire s'est révélée être un facteur déterminant dans l'amélioration de la relation familiale, l'assiduité aux soins et la sociabilité de l'enfant. Alors que la première a utilisé avec succès l'intervention behaviorale-systémique, la deuxième a mis à profit l'intervention de crise. Les résultats des autres études n'ont pas été jugés probants à cause principalement du manque de rigueur dans les protocoles de recherche et de l'absence d'instruments de mesure valides. À partir de ces résultats et pour pallier plusieurs des lacunes identifiées lors de l'analyse des études répertoriées notamment le manque de spécificité et de rigueur des construits et des instruments de mesure, la faible fréquence d'inclusion de la fratrie, l'absence de prise en compte des phases développementales de l'enfant dans les interventions -une approche intégratrice à la fois cohérente, souple et adaptable aux besoins spécifiques de l'enfant et de sa famille est proposée. Cette approche adopte une vision systémique (la famille étant considérée comme un tout interactif), intègre un mode d'intervention multidisciplinaire et des modèles théoriques de thérapies complémentaires afin de couvrir tant la dimension biologique que psychologique et sociale de l'enfant incluant aussi sa famille. L'intervention de crise, les suivis post-diagnostic et développementaux inclus aussi dans cette approche assureraient un ajustement adéquat des membres de la famille et garantiront un sain développement de l'enfant. Un plan sommaire d'intervention est présenté afin d'en fournir les modalités et le déroulement chronologique de celles-ci. Enfin, il va de soi que la validation de ce modèle devra passer par une évaluation rigoureuse de son applicabilité et de son efficacité considérant les lacunes et les limites des études antérieures. Cet article sera soumis à la Revue québécoise de psychologie. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Diabète de type 1, Thérapie familiale, Thérapie de groupe, Coping (stratégie d'adaptation), Intervention psychosociale, Intervention, Approche intégratrice.

Les frères et soeurs d'enfants atteints d'une maladie chronique doivent souvent composer avec des contraintes exigeantes, parfois nombreuses. De plus en plus de chercheurs s'intéressent à leur situation, particulièrement sous l'angle des problèmes qu'ils rencontrent (Berge & Patterson, 2004; Drotard & Crawford, 1985; Lobato, Faust, & Spirito, 1988). Cependant, les répercussions de la maladie sur les frères et soeurs ont surtout été examinées du point de vue des parents, ignorant les perceptions des principaux intéressés. Le diabète insulino-dépendant est une des principales maladies chroniques des enfants canadiens (Hanvey, Avard, Graham, Underwook, Campbell, & Kelly, 1994). Les symptômes physiques, de même que les soins qu'imposent le diabète, en interférant dans plusieurs aspects de la vie quotidienne des enfants atteints, ont immanquablement des effets sur leurs frères et soeurs et sur leurs parents (Barlow & Ellard, 2006). La présente étude vise à mieux comprendre ce que vivent les frères et soeurs d'enfants diabétiques en leur donnant la parole, et en faisant de la place au bien-être dans l'examen de leur expérience. Dans une optique de psychologie positive, la présente étude s'inspire de la théorie du champ perceptuel (Combs, Richards, & Richards, 1976) et de l'approche écologique du développement humain (Bronfenbrenner, 1979). Les objectifs de l'étude consistent à (a) décrire le champ perceptuel des enfants en matière d'adaptation au diabète de leur frère ou soeur en abordant les répercussions tant positives que négatives pouvant survenir, (b) analyser les perceptions des frères et soeurs quant aux échanges familiaux favorables au bien-être (Jutras, Normandeau, & Kalnins, 1997): comportements d'assistance, relations interpersonnelles positives, promotion de saines habitudes de vie, actes thérapeutiques, et (c) examiner les variations éventuelles dans les perceptions des enfants en fonction de variables individuelles ou familiales (genre, âge, revenu familial, durée du diabète, etc.). Des entrevues individuelles semi-structurées ont été menées auprès de 55 frères et soeurs (8 à 17 ans) d'un enfant diabétique. Leurs réponses ont fait l'objet d'une analyse de contenu classique (L'Écuyer, 1990) avec accords interjuges. L'analyse révèle que les enfants ont une conception du diabète relativement élaborée: ils le décrivent en abordant les soins nécessaires et les contraintes engendrées, fournissant même des explications médicales. Si les enfants identifient plusieurs conséquences négatives à la maladie (contraintes dans l'alimentation et les activités, attention parentale accrue accordée à l'enfant diabétique), ils rapportent aussi leurs principales stratégies pour les affronter: tenter de conserver un bon moral et exprimer leurs besoins à leurs parents. Les enfants se montrent sensibles à ce que vivent leurs parents et sont capables d'identifier des conséquences positives du diabète dans leur vie. Les frères et soeurs se perçoivent comme des acteurs de bien-être pour l'enfant diabétique. Le soutien et le développement personnel émergent comme perspectives dominantes dans le champ perceptuel des enfants quant à leur adaptation à la maladie. L'analyse des perceptions des enfants quant aux échanges familiaux favorables au bien-être selon l'approche de Jutras & al. (1997) indique que les comportements d'assistance et les relations interpersonnelles positives dominent. Globalement, il y a symétrie ou concordance dans les perceptions des types d'actions offertes et reçues par l'enfant, sauf pour la promotion de saines habitudes de vie avec la mère et les actes thérapeutiques avec l'enfant diabétique. L'analyse de la balance des échanges fait ressortir un surplus avec chaque parent, et un déficit avec l'enfant diabétique. L'analyse plus détaillée de la réciprocité souligne cependant que les frères et soeurs perçoivent l'apport de l'enfant diabétique à leur bien-être affectif. Les perceptions des enfants varient peu en fonction des variables examinées, sauf en ce qui concerne leur position de cadet ou d'aîné de l'enfant diabétique. Cette étude révèle l'importance particulière qu'occupent le soutien et le développement personnel dans le champ perceptuel des frères et soeurs d'enfants malades, suggérant qu'ils les associent dans un processus d'adaptation qui leur conférerait un sentiment de compétence et de valorisation. Les enfants se reconnaissent un rôle dans les soins de leur frère ou soeur diabétique et identifient la contribution de ce dernier à leur propre bien-être. Ils illustrent ainsi des mécanismes par lesquels l'acceptation de la situation, l'autocontrôle et l'altruisme peuvent se conjuguer pour faire de l'expérience des frères et soeurs d'un enfant malade une opportunité de croissance. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Bien-être, Fratrie, Diabète de type 1, Adaptation, Enfants.

L'objet de cette thèse consistait à vérifier les effets d'un bon contrôle glycémique sur l'adiposité totale et régionale ainsi qu'explorer les réponses glycémiques associées à une période d'exercice d'intensité modérée chez des personnes diabétiques de type 1 dans le contexte d'un bon contrôle glycémique. Il est bien connu qu'un contrôle glycémique rigoureux peut affecter la composition corporelle de ce groupe de patients. Ainsi, nous avons documenté, dans un échantillon de la population diabétique de type 1 de la région de Québec ayant un contrôle glycémique adéquat, que ces patients présentaient un profil anthropométrique à risque de maladie cardio-vasculaire. De plus, nous avons suggéré l'ajout de mesures d'adiposité abdominale à l'évaluation du contrôle glycémique et du bilan lipidique de ces patients. Nos travaux ont également documenté les relations entre l'adiposité localisée à la cuisse et l'adiposité totale chez les sujets diabétiques et ont montré que ces relations semblaient être modulées par le type de diabète avec des relations plus fortes dans le diabète de type 2. Les résultats de ces deux premières études suggèrent que la population diabétique de type 1 semble présenter sensiblement les mêmes risques de problèmes de santé que ceux généralement attribués au diabète de type 2 et que l'évaluation de la composition corporelle devrait figurer, au même titre que la qualité du contrôle glycémique, parmi les différentes composantes de la prise en charge des personnes diabétiques. L'objectif d'améliorer le contrôle rigoureux du diabète s'accompagne presqu'invariablement d'une augmentation du risque d'hypoglycémies au repos de même qu'à l'exercice. Parmi les stratégies de gestion du diabète lors de la pratique d'exercice, beaucoup d'interrogations demeurent sans réponse quant à l'effet d'une session d'exercice d'intensité modérée sur les réponses glycémiques chez un groupe de patients diabétiques de type 1 bien contrôlés. Ainsi, dans la troisième étude, chez des patients sous régime insulinique combinant l'insuline intermédiaire de type N et un analogue d'insuline, Humalog®, nous avons comparé les effets sur la glycémie de deux périodes d'exercice de 60 minutes exécutées 60 minutes et 180 minutes après un déjeuner standardisé. Nos résultats démontrent qu'en dépit d'une tendance à la baisse de la glycémie légèrement supérieure lors d'une session d'exercice exécutée 60 minutes après le déjeuner, les deux sessions d'exercice (60 ou 180 minutes post-déjeuner) produisent des effets similaires en terme du délai d'initiation d'infusion de dextrose et de la quantité de dextrose infusé nécessaire à maintenir une glycémie sécuritaire, se traduisant en un risque d'hypoglycémie similaire. De plus, chez les mêmes sujets, nous avons documenté l'effet de trois collations glucidiques sur la baisse de la glycémie et la prévention de l'hypoglycémie à l'exercice. Nos résultats permettent d'estimer qu'une collation contenant 40 g de glucides, prise 15 minutes avant le début d'une période d'exercice d'intensité modérée de 60 minutes, préviendrait l'hypoglycémie pendant et jusqu'à 60 minutes après l'exercice. Dans le même ordre d'idée, il est connu que la pratique d'activités physiques a toujours été un élément majeur dans la prise en charge du diabète. Étant donné le niveau considérable de sédentarité des populations diabétiques, une de nos études visait à développer et à valider un questionnaire permettant l'identification des barrières à la pratique régulière d'activités physiques spécifiquement chez des personnes diabétiques de type 1. Nos résultats ont montré la validité du questionnaire, lequel servira au développement de meilleures stratégies dans la promotion de l'activité physique auprès de cette population.

Le diabète de type 1 est un dysfonctionnement du système immunitaire qui provoque l’attaque des cellules insulino-sécrétrices du pancréas. Cette affection du système immunitaire fait l’objet de nombreuses recherches scientifiques en raison de son important impact négatif sur la santé de la population mondiale. Les groupes de recherche des professeurs Bégin-Drolet, Ruel et Hoesli utilisent la technologie d’impression tridimensionnelle d’encres fugitives pour vasculariser des matrices d’hydrogel ensemencées de cellules insulino-sécrétrices. L’encapsulation de ces cellules dans l’hydrogel permet de les isoler du système immunitaire et leur fournit une structure de support semblable à celle de la matrice extracellulaire naturelle. La vascularisation de l’hydrogel par le moulage d’encres sacrificielles est en mesure d’apporter, via la perfusion, les nutriments aux cellules réparties dans le gel. Elle permet aussi de retirer les déchets métaboliques et l’insuline produits par les cellules. Le projet présenté dans ce mémoire consiste en la conception d’un dispositif pour la mise à l’essai de cette approche par des expérimentations ex vivo et in vitro. Le dispositif constitue une preuve de concept quant à l’efficacité de la méthode pour l’obtention d’un pancréas bioartificiel vascularisé et actif. / Type 1 diabetes, an immune system dysfunction that causes the attack of insulin secretory cells, is the subject of many scientific researches because of its significant negative impact on the world’s population health. Bégin- Drolet, Ruel and Hoesli research groups use the 3D printing technology of sugar fugitive ink to build embedded vascular networks in hydrogel scaffolds seeded with insulin secretory cells. Cells encapsulation in hydrogel allows them to be isolated from the immune system and provides a tridimensional support structure that mimic the natural extracellular matrix. Vascular channels resulting from the rapid casting of fugitive inks, allows adequate perfusion of nutrients supply to encapsulated cells, and transportation of metabolic wastes and secreted insulin they produce. The aim of this project, presented in this thesis, consists in designing a device to test this approach by ex vivo and in vitro experiments. The device is the proof of concept that the method of sacrificial ink molding of cell seeded hydrogel scaffolds is effective and promising for the construction of a vascularized bioartificial pancreas.

SUMMARY<p><p>Type 1 diabetes mellitus (T1DM) is an autoimmune disease caused by progressive destruction of insulin-producing pancreatic beta-cells. Both viral infections and the cytokines interleukin-1beta (IL-1beta) and interferon-gamma (IFN-gamma) have been suggested as potential mediators of beta-cell death in early T1DM. Nitric oxide (NO) is a highly diffusible, short-lived free radical gas, which plays a significant role in several physiological processes in a diversity of tissues and organisms. Prolonged exposure of rodent or human pancreatic beta-cells to combinations of cytokines induces the expression of the inducible form of nitric oxide synthase (iNOS) and Fas, NO production, and cell death. It also induces the expression of potential "defense" genes, such as manganese superoxide dismutase (MnSOD) and heat shock protein (hsp) 70. Recent studies have shown that NO, in addition to having cytotoxic actions, may also regulate gene transcription. It remains unclear whether NO mediates cytokine-induced gene expression and subsequent beta-cell death. Previous studies using NO synthase blockers yielded conflicting results, which may be due to non-specific effects of these agents. <p>In the first part of our work, we examined the role of NO in beta-cell dysfunction and death by using an iNOS knockout mice (iNOS-/-, background C57BL/6x129SvEv). We evaluated the effects of cytokines on gene expression, as determined by reverse transcriptase-polymerase chain reaction (RT-PCR), and viability, as determined by nuclear dyes, of pancreatic islet cells or fluorescence-activated cell sorter (FACS)-purified beta-cells isolated from iNOS knockout mice or their respective controls (C57BL/6x129SvEv). The combination of cytokines used was interleukin-1beta (50 U/ml) + gamma-interferon (1000 U/ml) + tumor necrosis factor-alpha (1000 U/ml). The lack of cytokine-induced iNOS activity in the iNOS-/- islet cells was confirmed by RT-PCR and nitrite determination. Cytokines induced a > 3-fold increase in Fas and MnSOD mRNA expression in wild-type (wt) and iNOS-/- islets. On the other hand, hsp 70 was induced in wt but not in iNOS-/- islets. Prolonged (6-9 days) exposure of wt islets to cytokines lead to an 80-90% decrease in islet cell viability, whereas viability decreased by only 10-30% in iNOS-/- islet cells. To determine the mode of cytokine-induced cell death, FACS-purified beta-cells were exposed to the same cytokines. After 9 days, the apoptosis index was similarly increased in wt (39 +/- 3%) and iNOS-/- (33 +/- 4 %) beta-cells. On the other hand, cytokines increased necrosis in wt (20 +/- 4 %) but not in iNOS-/- (7 +/- 3 %) beta-cells. From these data, we conclude that: 1) NO is required for cytokine-induced hsp 70 mRNA expression, but not for Fas and MnSOD expression; 2) cytokines induce both apoptosis and necrosis in mouse beta-cells; 3) cytokine-induced apoptosis is mostly NO-independent, whereas necrosis requires NO formation.<p>In the second part of our work, we examined the role of the viral product double-stranded RNA (dsRNA) in beta-cell dysfunction and death. DsRNA is produced by many viruses during their replicative cycle. We investigated whether dsRNA (here utilized as synthetic poly IC (PIC)) modifies the effects of IL-1beta and IFN-gamma on gene expression and viability of rat pancreatic beta-cells and the role of NO in this process. FACS-purified rat beta-cells were exposed for 6-16 h (study of gene expression by RT-PCR) or 6-9 days (study of viability by nuclear dyes) to PIC and/or IL-1beta or IFN-gamma. PIC increased the expression of Fas and Mn superoxide dismutase mRNAs by 5-10-fold. IL-1beta and a combination of PIC + IFN-gamma& / Doctorat en sciences biomédicales / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Cette étude portait sur la prévalence de surpoids et la qualité de l'alimentation d'enfants de 6 à 12 ans, diabétiques de type 1. Les participants étaient traités à l'insuline, soit par multiples injections quotidiennes (n=42) ou par perfusion sous-cutanée continue (n=28) ; leur plan alimentaire était basé sur le niveau simplifié (n=21) ou avancé (n=49) du calcul des glucides. Les proportions de surpoids (15,7% embonpoint, 5,7% obésité) et les apports nutritionnels des sujets étaient similaires à ceux des jeunes Québécois en général. Bien que les enfants sous perfusion continue mangeaient un peu moins que les autres, ni le type d'insulinothérapie ni le niveau d'application du calcul des glucides n'ont eu d'impact négatif sur la qualité de l'alimentation. Ainsi, des modes de traitements flexibles ne semblent pas exposer les enfants diabétiques de type 1 d'âge scolaire à un risque accru de surpoids ni à des apports alimentaires excessifs ou médiocres.

L’objectif du vaste projet de recherche dans lequel s’inscrit ce mémoire est de guérir le diabète de type 1 en fabriquant un pancréas bioartificiel vascularisé contenant des cellules bêta (i.e. les cellules sécrétant l’insuline). Ce dispositif permettrait de rendre aux personnes atteintes par le diabète de type 1 la capacité de sécréter par elles-mêmes de l’insuline et de réguler leur glycémie. La vascularisation est actuellement un enjeu de taille dans le domaine du génie tissulaire. La plupart des tissus incorporant des cellules générées par le génie tissulaire sont actuellement fortement limités en épaisseur faute d’être vascularisés adéquatement. Pour les tissus dont l’épaisseur dépasse 400 μm, la vascularisation est nécessaire à la survie de la plupart des cellules qui autrement souffriraient d’hypoxie, les empêchant ainsi d’accomplir leurs fonctions [1]. Ce mémoire présente le développement et la mise en service d’un dispositif d’extrusion tridimensionnelle de sucre vitrifié pour la vascularisation d’un pancréas bioartificiel. Ce dispositif a été développé au laboratoire de recherche sur les procédés d’impression 3D ainsi qu’au bureau de design du département de génie mécanique de l’Université Laval. Grâce à cette technique d’impression 3D novatrice et à la caractérisation du procédé, il est maintenant possible de produire rapidement et avec précision des structures temporaires en sucre vitrifié pour la fabrication de réseaux vasculaires tridimensionnels complexes. Les structures temporaires peuvent, après leur production, être utilisées pour réaliser le moulage rapide de constructions vascularisées avec des matériaux tels que du polydiméthylsiloxane (PDMS) ou des hydrogels chargés de cellules biologiques. De par la nature du matériel utilisé, les moules temporaires peuvent être facilement et rapidement dissous dans une solution aqueuse et laisser place à un réseau de canaux creux sans créer de rejets toxiques, ce qui représente un avantage majeur dans un contexte de bio-ingénierie. / The overall goal of this broad research project, within which this master project took place, is to cure type 1 diabetes. We aim to produce a vascularized bioartificial pancreas that would be made of beta cells embedded in a hydrogel (i.e. insulin secreting cells). This organ would restore to type 1 diabetics the self-capacity to secrete insulin, thus to control in real time their glycaemia. Vascularization is currently a major issue in the field of tissue engineering. Most tissues produced by TE are limited in thickness due to the lack of adequate vasculature. To engineer a tissue thicker than 400 μm, vascularization is mandatory for most of the cells to survive [1]. The lack of adequate vascularization leads to hypoxia and hinders cells to fulfill their functions. This thesis presents the development and the commissioning of a 3D sugar glass extrusion apparatus for the vascularization of a bioartificial pancreas. This apparatus was developed at the “laboratoire de recherche sur les procédés d’impression 3D” and at the “bureau de design” in the mechanical engineering department of Université Laval. With this pioneering 3D printing technology, it is now possible to rapidly and precisely produce temporary sugar glass template that can then be used to produce complex 3D vascular networks. After the printing process, the temporary template is used as a mold for the rapid casting of vascularized constructs made with materials such as polydimethylsiloxane (PDMS) or cellladen hydrogels. Due to the nature of the material used, the temporary lattices can be dissolved in an aqueous medium without releasing any cytotoxic byproducts and in a fast and easy fashion. This feature is a major advantage in the context of bioengineering.

La prévalence de l’obésité et du diabète de type 1 (DT1) s’accroit dans le monde à une vitesse alarmante. L’augmentation du poids corporel, de la quantité d’acides gras libres (AGL) circulant et de la résistance à l’insuline peut induire un stress du réticulum endoplasmique (RE) dans les cellules beta du pancréas, ce qui pourrait favoriser l’inflammation. Afin de tester cette hypothèse, nous avons exposé des cellules beta à un léger stress chronique du RE induit par de l’acide ciclopiazonique (ACP) ou l’AGL palmitate et les avons ensuite traitées avec une faible dose d’interleukine 1β (IL-1β) ou de facteur de nécrose tumorale (TNF-α). L’addition d’IL- 1β, mais pas de TNF-α, a conduit à l’augmentation de la production de marqueurs pro-inflammatoires et de chimiokines. Cette différence de résultat en fonction de l’exposition à l’IL-1β ou au TNF-α peut-être au moins partiellement expliquée par un usage différentiel du complexe de la kinase IκB (IKK) et de la voie du facteur nucléaire κ-B (NF-κB), menant à terme à une activation plus élevée par l’IL-1β en comparaison à TNF-α. L’analyse des branches de la réponse de la protéine dépliée impliquées a révélé que la voie de l’Inositol-requiring enzyme 1 (IRE1) / X-box binding protein 1 spliced (XBP1s) est le médiateur clé dans le couplage avec la réponse inflammatoire déclenchée par l’IL-1β. En effet, le knockdown d’IRE1 ou de XBP1 a permis d’éviter l’exacerbation de l’activité du promoteur NF-κB et l’expression des gènes cibles de NF-κB. Les mécanismes impliqués dans la régulation XBP1-dépendante de la réponse pro-inflammatoire sont partiellement dépendant de la modulation de la Forkhead box O1 (FoxO1). Le stress du RE et l’IL-1β participent aussi à un autre évènement crucial dans le développement du DT1, à savoir la mort progressive des cellules beta, qui est également exacerbée par la combinaison ACP + IL-1β. Contrairement à l’inflammation, la voie IRE1/XBP1 n’est pas impliquée dans l’apoptose cellulaire induite par la combinaison d’ACP et d’IL-1β. Dans ce contexte, nous suggérons que le devenir de la cellule est décidé par la balance entre les protéines Bcl-2 anti-apoptotiques et pro-apoptotiques. Ainsi, nous avons montré que le gène A1 associé à Bcl-2 (A1) est négativement régulé par le stress du RE tandis que l’IL-1β active la protéine BH3-only Bim, aboutissant à une apoptose accrue des cellules beta. En conclusion, nos données suggèrent que le stress du RE est un facteur sensibilisation pour l’induction de l’inflammation des ilots pancréatiques et de l’apoptose des cellules beta. Ceci pourrait fournir une explication mécanistique à l’augmentation parallèle observée de l’obésité infantile et de la fréquence du DT1.\ / Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques / info:eu-repo/semantics/nonPublished