La transplantation demeure le traitement de choix de l’insuffisance cardiaque (IC) et ce malgré les récents progrès des techniques de support d’assistance mécanique. Une amélioration considérable de la prévention et du traitement du rejet aigu a été réalisée ces 20 dernières années. Cependant, le succès à long terme des transplantations d’organes a été peu modifié : il est toujours compromis par la survenue d'une dysfonction chronique du greffon. Ainsi, l'avenir des transplantés cardiaques demeure sombre et représente un fardeau médical avec un impact socioéconomique important. Toutefois, la recherche a récemment mis en avant l'énorme potentiel de régénération des cellules souches (CS) et représenterait une nouvelle avenue thérapeutique pour les patients souffrant d’IC. Une meilleure compréhension des processus biologiques des CS et de leur interaction avec le cœur transplanté, permettrait d’exploiter pleinement leur potentiel de réparation cardiaque. Le but de cette thèse est d’explorer les différents aspects du traitement de l’IC en 2020. Les hypothèses proposées dans cette thèse sont les suivantes : (1) les excellents résultats obtenus (>20 ans de survie) chez près d’1/3 des patients greffés lors de la 1ère décade de notre expérience à ICM serait difficile à obtenir de nos jours à la vue de l’évolution d’une population plus malade et plus âgée; (2) le cœur artificiel total (CAT) temporaire Syncardia permet d’amener des patients en insuffisance cardiaque terminale à la greffe de façon satisfaisante; (3) la thérapie cellulaire, plus spécifiquement les CS d’origine adipeuse (ASC) sous forme sphéroïdes, permet de diminuer l’impact de la vasculopathie du greffon cardiaque; et (4) l’effet paracrine des ASC permet une diminution de l’inflammation dans un modèle expérimental de péritonite chez le rat. / Transplantation remains the preferred treatment for heart failure (HF) despite recent advances in mechanical support devices. A considerable improvement in the prevention and treatment of acute rejection has been achieved over the past 20 years. However, the long-term survival of organ transplants has not been changed: it is still compromised by the occurrence of chronic graft dysfunction. Thus, the future of cardiac transplant patients remains bleak and represents a medical burden with a significant socio-economic impact. However, research has recently highlighted the potential for regeneration of stem cells (SC) and would represent a new therapeutic avenue for patients with HF. A better understanding of the biological processes of SC and their interaction with the transplanted heart would allow them to fully exploit their cardiac repair potential. The aim of this thesis is to explore the various aspects of the treatment of HF in 2020. The hypotheses proposed in this thesis are as follows: (1) the excellent results obtained (> 20 years of survival) in almost 1/3 of the patients transplanted during the 1st decade of our experience at ICM would be difficult to obtain from our days at the sight of the evolution of a sicker and older population; (2) the temporary Syncardia total artificial heart (CAT) allows patients with end-stage heart failure to be transplanted satisfactorily; (3) cell therapy, more specifically CS of adipose origin (ASC) cultured as spheroid, reduce the impact of cardiac allograft vasculopathy (CAV); and (4) the paracrine effect of ASCs reduces inflammation in a rat experimental model of peritonitis.

La cardiomyopathie ischémique et l’insuffisance cardiaque (IC) sont deux des principales causes de morbidité et de mortalité dans les pays industrialisés. L’IC représente la condition finale résultant de plusieurs pathologies affectant le myocarde. Au Canada, plus de 400 000 personnes souffrent d’IC. Malgré la grande variété de traitements disponibles pour prendre en charge ces patients à haut risque de mortalité, l’évolution et le pronostic clinique de cette population demeurent sombres. Les thérapies de régénération par transplantation cellulaire représentent de nouvelles approches pour traiter les patients souffrant d’IC. L’impact de cette approche cellulaire et les mécanismes qui sous-tendent l’application de ce nouveau mode de traitement demeurent obscurs. Les hypothèses proposées dans cette thèse sont les suivantes : 1) l’évolution à long terme des patients qui se présentent en IC grave est nettement défavorable malgré les techniques actuelles de revascularisation chirurgicale à cœur battant; 2) la thérapie cellulaire et, plus spécifiquement, l’injection intracoronaire précoce de milieu de culture cellulaire, permet d’améliorer la récupération fonctionnelle du ventricule gauche suite à un infarctus aigu du myocarde; et 3) la mobilisation de l’axe cœur-moelle osseuse constitue un mécanisme de réponse important lors de la survenue d’un événement ischémique chronique affectant le myocarde. / Congestive heart failure (CHF) remains a leading cause of mortality in the developed world. There are more than 400,000 diagnosed cases of this pathology in Canada. Despite the numerous treatment options available for patients presenting with left ventricular dysfunction, the evolution of this population is still dismal. Stem cell transplantation is a potential approach to repopulate the injured myocardium, to treat heart failure, and to restore cardiac function. However, the exact mechanisms underlying the beneficial effects of this approach remain to be elucidated. The hypotheses of this thesis are the following: 1) the long-term evolution of patients undergoing coronary artery bypass graft surgery is still poor, even when considering the use of new innovative surgical strategies such as off-pump coronary revascularization; 2) the intracoronary injection of concentrated biologically active factors secreted by stem cells can achieve early protection of the ischemic myocardium and preserve heart function; and 3) the bone marrow/heart interaction in a critical axis is involved in chronic myocardial repair following persistent ischemic injury.

La cardiomyopathie ischémique et l’insuffisance cardiaque (IC) sont deux des principales causes de morbidité et de mortalité dans les pays industrialisés. L’IC représente la condition finale résultant de plusieurs pathologies affectant le myocarde. Au Canada, plus de 400 000 personnes souffrent d’IC. Malgré la grande variété de traitements disponibles pour prendre en charge ces patients à haut risque de mortalité, l’évolution et le pronostic clinique de cette population demeurent sombres. Les thérapies de régénération par transplantation cellulaire représentent de nouvelles approches pour traiter les patients souffrant d’IC. L’impact de cette approche cellulaire et les mécanismes qui sous-tendent l’application de ce nouveau mode de traitement demeurent obscurs. Les hypothèses proposées dans cette thèse sont les suivantes : 1) l’évolution à long terme des patients qui se présentent en IC grave est nettement défavorable malgré les techniques actuelles de revascularisation chirurgicale à cœur battant; 2) la thérapie cellulaire et, plus spécifiquement, l’injection intracoronaire précoce de milieu de culture cellulaire, permet d’améliorer la récupération fonctionnelle du ventricule gauche suite à un infarctus aigu du myocarde; et 3) la mobilisation de l’axe cœur-moelle osseuse constitue un mécanisme de réponse important lors de la survenue d’un événement ischémique chronique affectant le myocarde. / Congestive heart failure (CHF) remains a leading cause of mortality in the developed world. There are more than 400,000 diagnosed cases of this pathology in Canada. Despite the numerous treatment options available for patients presenting with left ventricular dysfunction, the evolution of this population is still dismal. Stem cell transplantation is a potential approach to repopulate the injured myocardium, to treat heart failure, and to restore cardiac function. However, the exact mechanisms underlying the beneficial effects of this approach remain to be elucidated. The hypotheses of this thesis are the following: 1) the long-term evolution of patients undergoing coronary artery bypass graft surgery is still poor, even when considering the use of new innovative surgical strategies such as off-pump coronary revascularization; 2) the intracoronary injection of concentrated biologically active factors secreted by stem cells can achieve early protection of the ischemic myocardium and preserve heart function; and 3) the bone marrow/heart interaction in a critical axis is involved in chronic myocardial repair following persistent ischemic injury.