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

La ventilation mécanique(VM) est le premier traitement en réanimation du syndrome de détresse respiratoire aigüe permettant de maintenir une oxygénation tissulaire suffisante. Mais elle induit une atteinte de la fonction contractile des muscles respiratoires, principalement le diaphragme, augmentant ainsi la dépendance du patient vis à vis de son ventilateur. Cette pathologie musculaire acquise est appelée Dysfonction Diaphragmatique induite par la ventilation (VIDD). L’objectif de cette thèse est proposer, à partir d’un modèle murin de ventilation mécanique, les mécanismes physiopathologiques précoces impliqués dans cette dysfonction, afin d’identifier de nouvelles cibles thérapeutiques dans la prévention de cette pathologie musculaire.Nous avons montré en effet la présence, après 6 heures de ventilation mécanique chez la souris, d’un stress oxydant d’origine mitochondrial à la base d’une oxydation du récepteur à la ryanodine (RyR1), principal canal calcique impliqué dans le CEC. Nous avons également montré la présence au bout d’un temps de ventilation mécanique équivalent, d’une phosphorylation de ce même canal, du faite d’une activation de la voie des protéines kinase, secondaire à un stress adrénergique. Nous également avons démontré que ces deux modifications post traductionnelles du RyR1 devaient être nécessairement associées pour induire une atteinte fonctionnelle du canal avec fuite calcique dans le cytosol, du faite de la perte de liaison avec sa protéine stabilisatrice FKBP12. Dans ses travaux de thèse, nous montrons également, que ces anomalies de troubles de l’homéostasie calcique observée après 6 heures de ventilation mécanique, induisaient au bout de 12 heures de ventilation une activation secondaire de la protéolyse dépendante du calcium, associée à une atrophie. Ainsi ces résultats montrent l’intérêt de toutes thérapeutiques permettant de stabiliser la liaison entre le canal RyR1 et sa protéine FKBP12 dans la prévention de la VIDD. En effet, avons observé chez la souris, qu’un traitement anti oxydant spécifique de la mitochondrie (SS-31) ou qu’un traitement bétabloquant spécifique de la voie béta2 adrénergique (ICI-118551) ou qu’un traitement qui stabilise directement la liaison RyR1-FKBP12 (S107) permettaient de prévenir les troubles précoces de l’homéostasie calcique et l’apparition secondaire d’une protéolyse et d’une atrophie induite par la ventilation mécanique. Enfin, dans le dernier travail de ma thèse, je propose que la production de ROS mitochondriale, puisse être associée à un remodelage du réseau mitochondrial avec prépondérance d’un phénomène de fission des mitochondries. Ce remodelage, qui pourrait être considéré comme une adaptation de la mitochondrie du faite d’une rupture brutale de l’équilibre entre production et consommation d’énergie par la fibre musculaire. En effet, nous montrons qu’un inhibiteur de la fission mitochondriale (P110), qui bloque la liaison entre la protéine Drp1 et son récepteur, dans notre modèle animal de ventilation mécanique, pouvait prévenir l’apparition d’une VIDD. Ainsi dans la continuité de ses derniers travaux, afin de faire le lien entre fission mitochondriale et stress oxydant à la base des troubles de l’homéostasie calcique, j’espère montrer que ce traitement, au cours de la ventilation mécanique, limite la production de ROS mitochondriale, l’oxydation du canal RyR1, ainsi que la fuite calcique à travers le RyR1. Ces derniers travaux, mettraient en avant toute thérapeutique permettant de limiter les phénomènes de fission mitochondriale et ses conséquences dans la prévention de la VIDD.Mots clés : RyR, mitochondrie, dysfonction contractile, VIDD, stress oxydant / Mechanical ventilation (MV) is the first treatment in intensive care for acute respiratory distress syndrome to maintain adequate tissue oxygenation. However, it induces an impairment of the contractile function of the respiratory muscles, particularly the diaphragm, thereby increasing the patient's dependence on his ventilator. This acquired muscle disease have been termed ventilator induced diaphragmatic dysfunction (VIDD). The aim of this thesis is to propose, from a mouse model of mechanical ventilation, early pathophysiologic mechanisms involved in this dysfunction, to identify new therapeutic targets in preventing VIDD.We observed after 6 hours of mechanical ventilation, a mitochondrial oxidative stress which induces ryanodine receptor (RyR1) oxidation, the main calcium channel involved in the ECC. We also showed the presence after an equivalent time of mechanical ventilation, phosphorylation of RyR1, due to protein kinase activation, secondary to an adrenergic stress. Then, we have demonstrated that these post-translational modifications of RyR1 should be necessarily associated to trigger a functional impairment of RyR1 with calcium leakage from the sarcoplasmic reticulum to the cytosol, due to the loss of connection between RyR1 and the stabilizing protein KBP12. In his thesis, we also showed that these calcium homeostasis disorders, induced by 12 hours of ventilation, secondary activates the dependent proteolysis calcium and atrophy.Thus, these results show the benefit of all therapy stabilizing the connection between the RyR1 channel and the FKBP12 protein to prevent VIDD. Indeed, were observed in mice, that a specific mitochondrial anti-oxidant treatment (SS-31), or a specific beta-blocker treatment of beta2 adrenergic pathway (ICI-118551 ) or a treatment that stabilizes directly FKBP12- binding RyR1 (S107 ) prevent early disorders of calcium homeostasis and secondary appearance of proteolysis and atrophy induced by mechanical ventilation.Finally, in the last part of my work thesis, I suggest that mitochondrial ROS production may be associated with remodeling of the mitochondrial network with a preponderance of mitochondrial fission phenomenon. This remodeling could be seen as an adaptation of the mitochondria due to a sudden mismatch between energy production and consumption. Indeed, we showed that an inhibitor of the mitochondrial fission (P110), which blocks the connection between the DRP1 protein and its receptor in our animal model of mechanical ventilation, could prevent the appearance of VIDD. Thus the continuity of this last work of my thesis is to make the link between mitochondrial fission and oxidative stress underlying the disorders of calcium homeostasis. Indeed, I hope to show that this treatment during mechanical ventilation, may decrease mitochondrial ROS production, oxidation of RyR1 channel and calcium leak through the RyR1. This last work will emphasis any therapeutic which limit mitochondrial fission and its consequences, to prevent VIDD.Keywords: RyR1, mitochondria, contractile dysfunction, VIDD, oxidative stress

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

Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2007. / Bibliogr.: f. [63]-76. Webographie: p. 77. Publié aussi en version électronique dans la Collection Mémoires et thèses électroniques.

Les sepsis sévères et chocs septiques constituent des causes croissantes de morbidité et de mortalité chez les patients hospitalisés. La dysfonction cardio-circulatoire lors d'un choc septique s'avère un élément majeur et initial dans l'induction et l'entretien des défaillances organiques subséquentes. En effet, certaines bactéries et endotoxines déclenchent une séquence d'événements cellulaires qui mènent à une altération des performances cardiaques. Le macrophage migration inhibitory factor (MIF) a récemment été identifié en tant que facteur de dépression cardiaque lors de choc septique. Ainsi, la présente étude révèle que la neutralisation du MIF prévient la dysfonction myocardique induite par l'endotoxine dans un modèle expérimental chez le rat. De façon sous-jacente, le blocage du MIF empêche la hausse d'expression et de production dans le coeur de cytokines inflammatoires paracrines et autocrines (IL-1, IL-6 et TNF-[alpha]) en réponse au LPS. D'un point de vue mécanistique, cette étude démontre que la neutralisation du MIF inhibe l'apoptose des cardiomyocytes provoquée par l'endotoxine. Ainsi, le présent travail met en évidence un mécanisme précis par lequel le MIF influence la dépression cardiaque endotoxinique. Ce mécanisme implique que le blocage du MIF induit une augmentation du ratio protéique cardiaque de Bcl-2/Bax contribuant ainsi à prévenir le relâchement du cytochrome c mitochondrial induit par l'endotoxine. Cette inhibition de la perte de cytochrome c mitochondrial entraîne une réduction de l'activation de la caspase-3. La neutralisation du MIF rétablie la déficience provoquée par le LPS au niveau de la translocation nucléaire de phospho-Akt et par conséquent l'expression du facteur nucléaire de survie cardiaque GATA-4. Cette baisse d'activité caspase-3 et le rétablissement de la translocation/expression des facteurs de survie par le blocage du MIF résultent en une diminution de la fragmentation de l'ADN caractéristique de l'apoptose tardive. Globalement, l'inactivation du MIF lors d'un choc endotoxinique prévient le déséquilibre inflammatoire et apoptotique dans le coeur protégeant ainsi contre la dysfonction myocardique subséquente.

La famille est une notion paradoxale. Bien qu’universellement connue, elle n’est pas l’objet d’une acception consensuelle. Les différentes sciences sociales, ainsi que les différentes branches du droit ne parviennent pas à s’accorder pour en donner une définition unanime. La famille présente également le paradoxe de relever de l’intime tout en dépendant de la sphère publique en ce qui a trait à sa reconnaissance et à l’exercice des droits qui en découlent. Ces dernières années, la notion de famille a subi l’influence grandissante des droits fondamentaux et de l’internationalisation des relations personnelles. Le droit, norme rigide et générale, semble éprouver des difficultés à appréhender la complexité et la variabilité d’hypothèses familiales. Dès lors, l’utilisation de notions floues par le législateur offre au juge un pouvoir important d’appréciation de ce qui constitue une famille. Dans ce contexte, l’étude comparée de la jurisprudence de la Cour européenne des droits de l’homme et de la Cour suprême du Canada permet de mettre en exergue les éléments pris en compte par les juges au moment de se positionner dans un contentieux familial. Si l’élaboration d’une définition ne semble pas permettre de déterminer efficacement les contours de la notion de famille, l’utilisation d’un mécanisme semble, à l’inverse, offrir une approche plus souple du phénomène familial. Les variables au cœur du mécanisme utilisé dans cette étude sont au nombre de deux et correspondent aux multiples versants que peut regrouper une famille : un versant structurel, qui sera lui-même divisé en deux composantes, une juridique et une biologique, et un versant fonctionnel. Cette dichotomie permet de prendre en compte le réel et le complexe dans un domaine très évolutif. De plus, elle propose des clés de réflexion en invitant les juristes à penser la famille sans créer de liens de causalité entre les différents versants de la famille qui s’articulent constamment, se rencontrant souvent, s’opposant parfois. / Although universally known, there is no consensual agreement of the concept of family. The different social sciences, as well as the various branches of law, can’t agree on an unanimous definition. The family presents the paradox of being intimate while depending on the public sphere with regard to its recognition and exercising of the rights related to it. In recent years, the notion of family has been increasingly influenced by fundamental rights and the internationalization of personal relationships. The law, which is normally rigid, seems to have difficulty apprehending the complexity and variability of family situations. Therefore, the use of vague opinions by the legislator offers the judge more latitude of what constitutes a family. In this context, the comparative study of the jurisprudence of the European Court of Human Rights and the Supreme Court of Canada highlights the elements taken into account by judges when they take up family litigation. While the elaboration of a definition does not seem to be able to effectively determine the frame of the notion of family, the use of a mechanism seems, on the contrary, to offer a more flexible approach to the family phenomenon. There are two variables at the heart of the mechanism used in this study that correspond to the two sides a family can fall into: a structural side, which itself will be divided into two components, a legal and a biological one, and a functional side. This dichotomy makes it possible to take into account the real and the complex in a very evolutionary area. In addition, it offers the keys to reasoning by inviting jurists to think about the family without creating causal links between the different sides of the family that are constantly articulated, often agreeing, sometimes conflicting.

La transplantation s’accompagne aujourd’hui systematiquement de traitements immunosuppresseurs qui inhibent la reponse alloimmune dirigee contre le greffon afin d’eviter son rejet. Cependant, ces traitements lourds ont de nombreux effets deleteres et ne permettent pas de controler efficacement la survenue du rejet chronique a long terme. L’objectif de ce travail de these, base sur deux situations cliniques distinctes, s’inscrit dans deux axes prioritaires de la recherche en transplantation : (1) identifier des marqueurs predictifs de la perte de fonction des greffons pulmonaires et (2) decrypter les mecanismes de l’acceptation des greffons renaux dans une situation de tolerance operationnelle. Tout d’abord, nous avons etudie les mecanismes de l’acceptation du greffon, chez des patients transplantes renaux presentant un greffon fonctionnel en l’absence de traitement immunosuppresseur. Nous avons identifie chez ces patients une proportion plus importante de lymphocytes T regulateurs memoires circulants, ayant la capacite de degrader l’ATP extracellulaire et favoriser un etat protolerogenique. Ce mecanisme, defaillant chez les patients stables sous traitement, pourrait participer au maintien d’un greffon renal fonctionnel chez les patients tolerants non traites. Dans un second temps, nous nous sommes interesses, chez des patients transplantes pulmonaire, a la prediction de la survenue du rejet chronique. Nous avons mis en evidence un profil lymphocytaire T regulateur modifie chez les patients qui developperont un rejet chronique a long-terme. Le suivi de ce biomarqueur pourrait permettre une meilleure identification des patients a risque de rejet. / Transplantation is nowadays systematically associated with the administration of immunosuppressive treatments inhibiting the allo-immune response toward the graft to prevent the rejection by the recipient's immune system. However, these heavy treatments have several deleterious effects and are not able to control longterm chronic rejection development. Thus, the objective of this PhD work, based on two distinct clinical situations, is part of two priority axes of transplant research: (1) identify early predictive markers of long-term lung allograft dysfunction and (2) decipher the mechanisms involved in the acceptance of kidney allograft in operational tolerance. We first investigated the mechanisms of graft acceptance in kidney transplanted patients with a functional graft in the absence of immunosuppressive therapy. We identified in these patients a greater proportion of circulating memory regulatory T lymphocytes, with an increased ability to degrade extracellular ATP, a pro-inflammatory mediator, and favour a protolerogenic environment. Thus, this mechanism, not efficient in stable patients under treatments, could participate in the inhibition of the allo-immune response leading to maintaining a functional kidney graft in the absence of immunosuppression. In a second time, we interested in the prediction of chronic rejection occurrence in lung transplanted patients. We report that the early posttransplant regulatory T lymphocyte profile is modified in patients who will develop chronic rejection in the 3 years. Thus, monitoring this predictive biomarker could allow a better identification of patients at risk of rejection.

L’endothélium joue un rôle primordial dans la régulation de l’homéostasie vasculaire, en partie, par la libération de facteurs relaxants [le monoxyde d’azote (NO), le facteur hyperpolarisant dérivé de l’endothélium (EDHF) et la prostacycline (PGI2)] et contracturants (les prostanoïdes). Le vieillissement vasculaire est associé à une dysfonction endothéliale caractérisée par une diminution des composantes relaxantes mais également par une augmentation des réponses contractiles dépendantes de l’endothélium. Le but de ce travail était d’évaluer les effets préventifs et curatifs de produits naturels riches en polyphénols (extraits du vin rouge et d’aubépine) contre la dysfonction endothéliale liée au vieillissement chez le rat et l’induction d’une sénescence réplicative dans des cellules endothéliales en culture. Ces produits naturels ont des propriétés préventives et curatives vis-à-vis de la dysfonction endothéliale liée au vieillissement qui se manifestent par une amélioration des composantes NO et EDHF de relaxation et par une diminution des réponses contractiles dépendantes de l’endothélium. Ces effets protecteurs sont vraisemblablement dus à une diminution du stress oxydant et une normalisation du système angiotensine dans la paroi artérielle. Les polyphénols retardent la sénescence réplicative des cellules endothéliales probablement par augmentation de l’expression de la eNOS, de la formation de NO et la diminution de l’expression et de l’activité de p21. Les résultats de ce travail de recherche confirment les données cliniques indiquant que la consommation régulière d’aliments riches en polyphénols diminue le risque cardiovasculaire et augmente l’espérance de vie. / The endothelium plays a crucial role in the regulation of vascular homeostasis, in part, by the release of relaxing factors [nitric oxide (NO), endothelium-derived hyperpolarizing factor (EDHF) and prostacyclin (PGI2)] and contracting factors (prostanoids). Vascular aging is associated with an endothelial dysfunction characterized by decreased endothelium-dependent relaxation, but also by increased endothelium-dependent contractile responses. The purpose of this research was to evaluate the preventive and curative effects of polyphenols-rich natural products (red wine and Crataegus extracts) against both aging-related endothelial dysfunction in rat mesenteric artery and replicative senescence in porcine coronary artery endothelial cells. Polyphenols have preventive and curative properties against the aging-related endothelial dysfunction. They improved NO- and EDHF-mediated relaxations and decreased endothelium-dependent contractile responses. These protective effects are associated to a decrease in oxidative stress and normalization of angiotensin system in the arterial wall. Polyphenols delay replicative senescence in endothelial cell most likely by preventing the downregulation of eNOS expression and activity, and the upregulation of p53/p21 pathway. The results of this research confirm the clinical data indicating that regular consumption of foods rich in polyphenols reduces cardiovascular risk and increased life expectancy.

Les récentes statistiques relèvent un nombre important d'enfants présentant des dysfonctions neurodéveloppementales mineures se manifestant par des difficultés d'apprentissage. Bien que ces difficultés soient notables à l'âge préscolaire, il ressort que l'identification formelle se fait souvent au cours de la scolarisation. Dans ce contexte, il importe d'explorer le concept de dépistage dans une perspective interdisciplinaire. Cette recherche a pour but d'identifier les concepts et les outils, menant à la compréhension et à l'identification précoce des difficultés d'apprentissage chez les enfants de 0 à 12 ans en lien avec des dysfonctions neurodéveloppementales mineures, avancés par les milieux de l'éducation et de la santé. À cette fin, une méthode reposant sur une meta analyse à contenu thématique a été utilisée pour répertorier et analyser les écrits. L'étude des outils recensés démontre la difficulté d'identification d'instruments répondant aux critères de détection précoce efficaces et étant accessibles à des intervenants de divers domaines. Toutefois, cette recherche met en évidence: 1) les stratégies de dépistage d'une problématique neurodéveloppementale mineure chez les enfants âgés de 0 à 12 ans; 2) les caractéristiques essentielles d'une intervention de dépistage efficace et efficiente; 3) une approche interdisciplinaire impliquant le ministère de la Santé et des Services sociaux, le ministère de l'Éducation, du Loisir et du Sport ainsi que celui de la Famille, des Aînés et de la Condition féminine; 4) des stratégies favorisant une meilleure harmonisation des services. Elle souligne également l'importance de l'inclusion des personnes intervenant dans les soins et l'éducation de l'enfant dans les activités de dépistage. / Evidence shows a significant number of children with soft neurodevelopmental dysfunctions whom presents learning disabilities. Even if those disabilities are noticeable at preschool age, it seems that the identification occurs mainly during the schooling period. In such a context, it is relevant to explore the concept of screening from an interdisciplinary perspective. This research intends to identify concepts and assessment tools available in the field of health and of education allowing for a comprehensive understanding and an early identification of learning disabilities among 0 to 12 year old children with soft neurodevelopmental dysfunctions. For this purpose, a method based on a meta-analysis with thematic content has been used to identify and analyse the relevant literature. The study of recorded assessment tools demonstrates the difficulty of tool identification meeting effective and efficient early screening criteria and available to professionals from various fields. Nevertheless, this research brings to light: 1) screening strategies of soft neurodevelopmental problems among 0 to 12 year old children; 2) essential characteristics of an efficacious and efficient screening intervention; 3) an interdisciplinary approach which implies the Ministère de la Santé et des Services sociaux, the Ministère de l'Education, du Loisir et du Sport together with the Ministère de la Famille, des Aînés et de la Condition féminine; 4) strategies fostered on better service harmonization. This research emphasizes including persons providing education or nurturing the child in screening activities.

Les maladies cardiovasculaires représentent la première cause de mortalité dans le monde, et un tiers de ces décès sont causés par la maladie coronaire et la rupture de plaques d'athérome vulnérables. L'altération hétérogène de la microcirculation coronaire est un phénomène précoce lié à de nombreux facteurs de risque cardiovasculaire qui peut fortement présager du développement ultérieur de la maladie coronaire, et conduire à l'apparition d'une hétérogénéité de la perfusion myocardique. La médecine nucléaire permet l'étude de la perfusion myocardique en routine clinique grâce à la réalisation de scintigraphies après injection d'un traceur radioactif du débit sanguin coronaire. L'analyse des images scintigraphiques de la perfusion permet actuellement le dépistage de l'ischémie myocardique, mais la capacité de la technique à mesurer l'hétérogénéité de la perfusion dans des zones apparemment normalement perfusées est inconnue. La première partie de cette thèse porte sur une étude clinique rétrospective visant à déterminer la faisabilité de la quantification de l'hétérogénéité de la perfusion du myocarde mesurée par tomographie d'émission monophotonique (TEMP) au Thallium-201 chez des patients diabétiques par rapport à des sujets sains. L'étude clinique a démontré la capacité du Thallium-201 en imagerie TEMP de routine à quantifier une hétérogénéité de la perfusion du myocarde plus importante chez des patients diabétiques par rapport à des individus normaux. La seconde partie de cette thèse teste l'hypothèse que l'hétérogénéité de la perfusion du myocarde pourrait être quantifiée en imagerie du petit animal TEMP au Thallium-201 et/ou au Technetium-99m-MIBI par une étude expérimentale chez deux modèles animaux de diabète, et serait en corrélation avec des altérations histologiques. L'absence de différence d'hétérogénéité de la perfusion myocardique entre les animaux diabétiques et contrôles suggère que les modèles animaux sont peu adaptés, ou que la technologie actuellement disponible ne semble pas satisfaisante pour obtenir des résultats similaires à l'étude clinique. / Cardiovascular diseases are the leading cause of mortality worldwide, and third of these deaths are caused by coronary artery disease and rupture of vulnerable atherosclerotic plaques. The heterogeneous alteration of the coronary microcirculation is an early phenomenon associated with many cardiovascular risk factors that can strongly predict the subsequent development of coronary artery disease, and lead to the appearance of myocardial perfusion heterogeneity. Nuclear medicine allows the study of myocardial perfusion in clinical routine through scintigraphic scans performed after injection of a radioactive tracer of coronary blood flow. Analysis of scintigraphic perfusion images currently allows the detection of myocardial ischemia, but the ability of the technique to measure the perfusion heterogeneity in apparently normally perfused areas is unknown. The first part of this thesis focuses on a retrospective clinical study to determine the feasibility of myocardial perfusion heterogeneity quantification measured by Thallium-201 single photon emission computed tomography (SPECT) in diabetic patients compared with healthy subjects. The clinical study has demonstrated the ability of routine thallium-201 SPECT imaging to quantify greater myocardial perfusion heterogeneity in diabetic patients compared with normal subjects. The second part of this thesis tests the hypothesis that the myocardial perfusion heterogeneity could be quantified in small animal SPECT imaging by Thallium-201 and/or Technetium-99m-MIBI in an experimental study using two animal models of diabetes, and is correlated with histological changes. The lack of difference in myocardial perfusion heterogeneity between control and diabetic animals suggests that animal models are poorly suited, or that the technology currently available does not seem satisfactory to obtain similar results as the clinical study.