La dysplasie bronchopulmonaire (DBP) constitue la principale séquelle respiratoire de la prématurité. Elle est caractérisée par des altérations du développement alvéolaire et est définie cliniquement par la persistance d'une oxygénodépendance à 36 semaines d'âge corrigé. Malgré l'amélioration constante des soins en néonatologie, la DBP reste relativement fréquente chez les prématurés de moins de 1000g, et aucun traitement préventif ou curatif véritablement efficace n'existe à l'heure actuelle. Une susceptibilité génétique à la DBP a été démontrée il y quelques années. L'identification de gènes de susceptibilité permettrait non seulement de mieux comprendre la physiopathologie de cette maladie, mais également de dégager de nouvelles pistes thérapeutiques. Les études disponibles sont basées sur une approche gène candidat, le plus souvent sur un nombre limité de sujets, et aucune d'entre elles n'a pu être répliquée dans d'autres populations. Nous avons donc décidé de réaliser une étude d'association pan-génomique à la recherche de gènes de susceptiblité à la DBP.Cette étude multicentrique a permis la constitution prospective d'une base de données cliniques et biologiques et d'une banque d'ADN de nouveau-nés prématurés de moins de 28 SA. L'étape de screening pan-génomique a été réalisée par une stratégie de DNA pooling dans deux populations ethniques différentes, et la validation par génotypage individuel dans deux populations de réplication. Les gènes sélectionnés ont ensuite été étudiés au cours du développement pulmonaire chez le rat.L'ensemble de la démarche pan-génomique a permis d'identifier un gène majeur, commun à l'ensemble des populations étudiées: SPOCK2. Notre étude a également permis d'identifier MMP16 comme gène de susceptibilité à partir des premiers résultats du DNA pooling dans la population caucasienne. L'étude de ces deux gènes au cours du développement pulmonaire chez le rat nous oriente fortement vers un rôle au cours du développement alvéolaire, avec un pic d'expression au cours de l'alvéolisation et une altération de cette expression dans le modèle hyperoxie. De plus, SPOCK2 et MMP16 appartiennent à une voie de signalisation commune, ce point renforçant fortement la crédibilité du rôle de ces gènes dans la susceptibilité à la DBP. Le rôle exact de ces gènes dans l'alvéolisation et la DBP reste à déterminer ainsi que les conséquences fonctionnelles potentielles des polymorphismes identifiés. Parallèlement, la collecte de nouveaux échantillons d'ADN chez des anciens prématurés ainsi que la collaboration avec des équipes étrangères permettra de poursuivre les études d'association dans des populations de plus en plus importantes / RationaleBronchopulmonary dysplasia is the most common chronic respiratory disease in prematureinfants. Genetic factors might contribute to bronchopulmonary dysplasia susceptibility.ObjectivesTo identify genetic variants involved in bronchopulmonary dysplasia through a genome-wideassociation study.MethodsWe prospectively evaluated 418 premature neonates (gestational age below 28 weeks), ofwhom 22% developed bronchopulmonary dysplasia. Two discovery series were created, usinga DNA pooling strategy in neonates from Caucasian and African ancestry. Polymorphismsassociated with the disease were confirmed in an independent replication population. Geneswere then explored by fine mapping and associations were replicated in an external Finnishpopulation of 213 neonates. Validated genes expression patterns were studied in rat lung,following air or hyperoxia exposure.Measurements and Main ResultsSPOCK2 gene was identified by both discovery series. The most significant polymorphism(rs1245560, p=1.66x10-7) was confirmed by individual genotyping, and in the replicationpopulation (p=0.002). Fine mapping confirmed the association of rs1245560 withbronchopulmonary dysplasia in both Caucasian and African populations with adjusted oddsratios of 2.96 (95% CI [1.37-6.40]) and 4.87 [1.88-12.63] respectively. In Caucasian neonates,rs1049269 was also associated with the disease (OR=3.21 [1.51-6.82]). These associationswere replicated in the Finnish population. In newborn rat lungs, SPOCK2 mRNA levelsmarkedly increased during the alveolar stage of lung development. After rat exposure tohyperoxia, SPOCK2 expression increased relative to air-exposed controls

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal. / Le but de cette étude était de vérifier l'applicabilité de la définition classique de la dysplasie bronchopulmonaire (DBP) chez les enfants extrêmement prématurés en déterminant si les enfants oxygénodépendants à 28 jours et plus de vie, mais non à 36 semaines de gestation, seront plus à risque de morbidité à 18 mois que les enfants sans DBP. La population était constituée de 217 enfants, nés dans un centre tertiaire à 24-28 semaines de gestation, entre 1987 et 1992, et classifiés en 3 groupes : groupe de comparaison (C) : O₂ ≤ 28 jours de vie (n = 76) ; DBP-1 : O₂ > 28 jours et < 36 semaines d'âge gestationnel (n = 48) ; et DBP-2 : O₂ ≥ 36 semaines (n = 93). Les mesures étudiées étaient la croissance, les problèmes respiratoires persistants (asthme, trachéostomie, oxygène à la maison), les chirurgies, les réhospitalisations, l'état neurologique et le développement à 18 mois. Résultats : Aucune différence de poids, de taille et de périmètre crânien n'a été trouvée entre les 3 groupes. Il n'y avait pas de différence dans le nombre de jours de réhospitalisation pour toutes causes, dans le nombre de jours de réhospitalisation aux soins intensifs et pour le taux de problèmes respiratoires permanents. Les enfants du groupe DBP-2 ont eu davantage de jours de réhospitalisation pour des causes pulmonaires en comparaison aux deux autres groupes (C : 2.0 vs DBP-1 : 2.0 vs DBP-2 : 6.3 (DBP-1 vs DBP-2 : p < .05)). Ils ont aussi eu plus souvent besoin d'herniotomies (C : 9 % vs DBP-1 : 5 % vs DBP-2 : 18 %, p < .01), mais il n'y avait aucune différence au niveau des chirurgies otorhinolaryngologiques. Le quotient de développement moyen des enfants du groupe DBP-2 était inférieur (C : 97.4 ± 15.0 vs DBP-1 : 97.9 ± 11.6 vs DBP-2 : 90.7 ± 19.3, p < .05). Il n'y avait aucune différence dans le taux de paralysie cérébrale ou de déficits sensoriels. La présence de lésions cérébrales sévères, une adversité familiale élevée et une ventilation prolongée étaient les facteurs qui influençaient le plus le devenir des enfants. Conclusion : Les enfants du groupe DBP-1 sont similaires à ceux du groupe de comparaison à tous les niveaux. Les enfants du groupe DBP-2 sont identiques à ceux des autres groupes pour la croissance, la santé et le statut neurologique, mais diffèrent par un nombre supérieur de jours de réhospitalisation pour des problèmes pulmonaires, un besoin plus grand d'herniotomies et davantage de retards de développement. Pour les enfants nés très prématurément, nous favorisons l'utilisation d'une dépendance à l'oxygène à 36 semaines d'âge gestationnel au lieu de 28 jours de vie pour identifier les enfants à risque.

Introduction: Le supplément d’oxygène et la nutrition parentérale (NP) sont les deux sources majeures de stress oxydant chez le nouveau-né. Lors de la détoxification des oxydants, le potentiel redox du glutathion s’oxyde. Notre hypothèse est que le supplément d’oxygène et la durée de la NP sont associés à un potentiel redox plus oxydé et à une augmentation de la sévérité de la dysplasie bronchopulmonaire (DBP). Patients et Méthodes: Une étude observationnelle prospective incluant des enfants de moins de 29 semaines d’âge gestationnel. Les concentrations sanguines de GSH et GSSG à jour 6-7 et à 36 semaines d’âge corrigé étaient mesurées par électrophorèse capillaire et le potentiel redox était calculé selon l’équation de Nernst. La sévérité de la DBP correspondait à la définition du NICHD. Résultats: Une FiO2≥ 25% au 7ième jour de vie ainsi que plus de 14 jours de NP sont significativement associés à un potentiel redox plus oxydé et à une DBP plus sévère. Ces relations sont indépendantes de l’âge de gestation et de la gravité de la maladie initiale. La corrélation entre le potentiel redox et la sévérité de la DBP n’est pas significative. La durée de la NP était responsable de 15% de la variation du potentiel redox ainsi que de 42% de la variation de la sévérité de la DPB. Conclusion: Ces résultats suggèrent que l’oxygène et la NP induisent un stress oxydant et que les stratégies visant une utilisation plus judicieuse de l’oxygène et de la NP devraient diminuer la sévérité de la DBP. / Introduction: oxygen supplementation and total parenteral solution (TPN) are two main clinical practices that sustain oxidative stress. Glutathione is a key molecule that detoxifies peroxides resulting in a more oxidized redox potential. We hypothesize that O2 supplementation and longer TPN duration are associated with both more oxidized redox potential and more severe bronchopulmonary dysplasia (BPD). Patients and methods: A prospective observational study including infants of less than 29 weeks gestational age. GSH and GSSG from whole blood sampled on day 6-7 and at 36 weeks of corrected age (CA) were measured by capillary electrophoresis and redox potential was calculated using Nernst equation. BPD was classified according to NICHD guidelines. Results: There was a significant association between FiO2 ≥ 25% on day 7 of life and TPN duration longer than 14 days and both more oxidized redox potential and more severe BPD. TPN duration explained both 15 % of total variation observed in redox potential and 42 % of total variation in BPD severity. These associations remained significant after adjustment for gestational age and illness severity. The relation between the severity of BPD and the redox potential in blood was not significant. The statistic power (1-β) to show an effect of redox potential on severity of BPD was 52%. Conclusion: Both redox potential of glutathione and BPD severity are both associated with early O2 supplement and TPN. Strategies targeting judicious use of O2 supplement and either decreasing the duration or using safer formulation of TPN are expected to help reducing BPD.

Introduction: Le supplément d’oxygène et la nutrition parentérale (NP) sont les deux sources majeures de stress oxydant chez le nouveau-né. Lors de la détoxification des oxydants, le potentiel redox du glutathion s’oxyde. Notre hypothèse est que le supplément d’oxygène et la durée de la NP sont associés à un potentiel redox plus oxydé et à une augmentation de la sévérité de la dysplasie bronchopulmonaire (DBP). Patients et Méthodes: Une étude observationnelle prospective incluant des enfants de moins de 29 semaines d’âge gestationnel. Les concentrations sanguines de GSH et GSSG à jour 6-7 et à 36 semaines d’âge corrigé étaient mesurées par électrophorèse capillaire et le potentiel redox était calculé selon l’équation de Nernst. La sévérité de la DBP correspondait à la définition du NICHD. Résultats: Une FiO2≥ 25% au 7ième jour de vie ainsi que plus de 14 jours de NP sont significativement associés à un potentiel redox plus oxydé et à une DBP plus sévère. Ces relations sont indépendantes de l’âge de gestation et de la gravité de la maladie initiale. La corrélation entre le potentiel redox et la sévérité de la DBP n’est pas significative. La durée de la NP était responsable de 15% de la variation du potentiel redox ainsi que de 42% de la variation de la sévérité de la DPB. Conclusion: Ces résultats suggèrent que l’oxygène et la NP induisent un stress oxydant et que les stratégies visant une utilisation plus judicieuse de l’oxygène et de la NP devraient diminuer la sévérité de la DBP. / Introduction: oxygen supplementation and total parenteral solution (TPN) are two main clinical practices that sustain oxidative stress. Glutathione is a key molecule that detoxifies peroxides resulting in a more oxidized redox potential. We hypothesize that O2 supplementation and longer TPN duration are associated with both more oxidized redox potential and more severe bronchopulmonary dysplasia (BPD). Patients and methods: A prospective observational study including infants of less than 29 weeks gestational age. GSH and GSSG from whole blood sampled on day 6-7 and at 36 weeks of corrected age (CA) were measured by capillary electrophoresis and redox potential was calculated using Nernst equation. BPD was classified according to NICHD guidelines. Results: There was a significant association between FiO2 ≥ 25% on day 7 of life and TPN duration longer than 14 days and both more oxidized redox potential and more severe BPD. TPN duration explained both 15 % of total variation observed in redox potential and 42 % of total variation in BPD severity. These associations remained significant after adjustment for gestational age and illness severity. The relation between the severity of BPD and the redox potential in blood was not significant. The statistic power (1-β) to show an effect of redox potential on severity of BPD was 52%. Conclusion: Both redox potential of glutathione and BPD severity are both associated with early O2 supplement and TPN. Strategies targeting judicious use of O2 supplement and either decreasing the duration or using safer formulation of TPN are expected to help reducing BPD.

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Contexte : Près de 2,5 millions de nouveau-nés meurent chaque année et plus de 80 % d'entre eux ont un petit poids à la naissance (PPN). Le PPN est une entité clinique complexe impliquant le retard de croissance in utero (RCIU) et la naissance prématurée (NPM). Les nouveau-nés survivants sont exposés à un risque élevé de morbidités périnatales graves (telles que la dysplasie broncho-pulmonaire, l'entérocolite nécrosante, l'encéphalopathie néonatale) en raison des effets dévastateurs de l'inflammation utéro-fœtale sur les organes fœtaux vulnérables. Il n'existe actuellement aucun traitement efficace pour la protection fœtale ante partum. Parmi les nombreux médiateurs pro-inflammatoires, l'IL-1β se distingue par ses effets délétères. Notre laboratoire a conçu un nouvel antagoniste allostérique du récepteur de l'IL-1, Rytvela, qui s'est avéré efficace contre la NPM lorsqu'il est administré en prophylaxie. Objectif : Cette étude vise à mieux caractériser Rytvela en évaluant son efficacité dans la prévention de la NPM et du RCIU lorsqu'il est administré après l'insulte inflammatoire initiale selon un cadre clinique plus réaliste. Méthodes : Des souris gravides CD-1 ont reçu une injection d'agents pro-inflammatoires/pro-travail, soit l’IL-1β (1 μg i.u.) ou le LPS (10 μg i.p.) aux jours 16-17 de la gestation. Rytvela (2 mg/kg/jour s.c.) a été administré à différents intervalles de temps (0,5h, 2h, 4h, 6h) après l’induction inflammatoire. Le taux de NPM, la survie et le poids des souriceaux ont été évalués. Des analyses histologiques des poumons, intestins et cerveau des nouveau-nés ont été réalisées. Résultats : Toutes les grossesses traitées avec Rytvela ont été menées à terme dans le modèle de l’IL-1β, alors que le taux de NPM était de 57 % dans le groupe non traité. La survie, la croissance et le poids des souriceaux ont été considérablement améliorés avec Rytvela administré 0,5 h post-inflammation (avec une survie presque doublée des portées). L'analyse histologique a révélé dans tous les modèles une morphogenèse fœtale protégée, y compris une alvéolarisation pulmonaire préservée, des villosités intestinales intactes et un arbre cérébrovasculaire protégé associé à une masse cérébrale préservée. Conclusion : Rytvela est efficace dans la prévention de la NPM et du RCIU lorsqu'il est administré en post-inflammatoire. Il présente un effet maximal lorsqu'il était administré rapidement (0,5 h après IL-1β/LPS) et maintenait des effets protecteurs fœtaux significatifs avec une administration retardée (jusqu'à 6 h après IL-1β/LPS). Rytvela améliore la survie et la santé néonatale en préservant l'intégrité et la croissance des tissus fœtaux. Par conséquent, Rytvela est un nouveau prototype thérapeutique prometteur et sécuritaire pour le traitement de la NPM et du RCIU. / Background: Over 2.5 million newborns die yearly and more than 80% of them are of low birthweight (LBW). LBW is a complex clinical entity involving fetal growth restriction (FGR) and preterm birth (PTB). Surviving neonates face a higher risk of serious perinatal morbidities (such as bronchopulmonary dysplasia, necrotizing enterocolitis, neonatal encephalopathy) due to the devastating effects of utero-fetal inflammation on vulnerable fetal organs. There is currently no efficient treatment for fetal antepartum protection. Among the many proinflammatory mediators, IL-1β stands out for its detrimental effects. The host lab has designed a novel allosteric IL-1 receptor antagonist, Rytvela, which has been shown to be effective against PTB when administered prophylactically. Objective: This study aims to further characterize Rytvela by evaluating its efficacy in preventing PTB and FGR when administered after the initial inflammatory insult according to a more realistic clinical setting. Methods: Pregnant CD-1 mice were injected with proinflammatory/prolabour agents, either IL-1β (1 μg i.u.) or LPS (10 μg i.p.) on days 16-17 of gestation. Rytvela (2 mg/kg/day s.c.) was administered at different time intervals (0.5, 2, 4, 6 h) after initial inflammatory insults. PTB rate, neonatal survival, and weight were assessed. Histological analyses of the lungs, intestines, and brain of the neonates were performed. Results: All pregnancies treated with Rytvela were carried to term in the IL-1β model, while the PTB rate was 57% in the untreated group. Pup survival, growth and weight were considerably improved with Rytvela administered 0.5h post-inflammatory insults (with a nearly 2-fold increase in litters survival). Histological analysis revealed in all models a protected morphogenesis of vulnerable fetal organs including preserved lung alveolarization, intact intestinal villi integrity, and protected cerebrovascular tree associated with preserved brain mass. Conclusion: Rytvela is efficient in preventing PTB and FGR when administered post-inflammatory insults. It exhibited maximum effect when administered promptly (0.5h post-IL-1β/LPS) and maintained significant fetal protective effects with delayed administration (up to 6h post- IL-1β/LPS). Rytvela improved birth outcome by preserving fetal tissue integrity and growth. Hence, Rytvela is a promising new and safe therapeutic prototype for treatment of PTB and FGR.