Les affections cardiovasculaires sont des pathologies complexes résultant des interconnexions d'un grand nombre de facteurs de risque. Si l'étiologie génétique de ces affections a largement été étudiée, les variants fonctionnels à l'origine de la large héritabilité génétique des facteurs de risque cardiovasculaire et les mécanismes d'interactions gène-gène-environnement masquant ou modulant l'effet de la génétique restent à élucider.Ce mémoire présente l'étude de la génétique de facteurs de risque des pathologies cardiovasculaires : les lipides, la pression artérielle, l'haptoglobine et le facteur de croissance de l'endothélium vasculaire.Nous avons réalisé des études d'association pangénomique sur 631 enfants non apparentés issus de la cohorte STANISLAS et avons répliqué nos résultats sur près de 9 000 enfants appartenant à quatre cohortes pédiatriques et 13 300 adultes provenant de trois cohortes distinctes.Nous avons ainsi pu démontrer que certaines associations génétiques mises en évidence chez l'adulte avaient un effet observable dès l'enfance et avons discuté des outils bioinformatiques, biostatistiques et méthodologiques manquants encore aujourd'hui à l'approche pangénomique ; notamment l'intérêt des approches transcriptomiques en validation.En conclusion, lors de notre thèse, nous avons eu à la fois une démarche épidémiologique et une démarche de proposition de designs intégrés permettant de mener plus avant les investigations sur l'étiologie génétique des pathologies cardiovasculaires / Complex synergies of multiple risk factors are at the origin of cardiovascular pathologies. Their genetic etiology has been extensively investigated but many questions remain on the identification of functional variants explaining the large genetic heritability of cardiovascular risk factors and gene-gene-environment interactions hiding or modulating genetics underpinning cardiovascular physiopathology.Herein we describe our study of the genetics of cardiovascular risk factors: lipids, blood pressure, haptoglobin and vascular endothelial growth factor.We performed Genome-Wide Scan Association Studies (GWAS) on a subsample of 631 unrelated children selected in the STANISLAS cohort and replicated our results in 9,000 children from four pediatric cohorts and 13,300 adults from three different cohorts.We demonstrated that genetic associations highlighted in adults were observable in childhood and addressed the tools missing in bioinformatics, biostatistics and methodologies used in GWAS approaches, notably concerning trasncriptomic validations.In summary, during our thesis, we followed an epidemiologic approach and proposed integrated designs in order to upgrade the investigations on genetic epidemiology of cardiovascular diseases

Le cancer colorectal (CCR) est le troisième cancer dans le monde et devenu un véritable enjeu de santé publique. Environ 5% sont associés à une forme familiale : la polypose adénomateuse familiale, le Syndrome de Lynch et la MAP (MUTYH-Associated Polyposis). Implication du syndrome MAP dans les polyposes: Parmi 31 patients avec une polypose sans mutation sur APC, 6 (20%) présentaient une mutation biallélique sur MUTYH. Fréquence de la mutation c.1185_1186dup dans les MAP: Au sein d'un groupe de 36 familles mutées sur MUTYH, 11 avaient une mutation biallélique homozygote c.1185_1186dup. Cette mutation était significativement plus fréquemment observée chez les patients d'Afrique du Nord (79% vs. 5%, p<0,0001). La recherche d'un haplotype commun en utilisant 10 microsatellites a identifié un segment de 1,3 cM présent chez tous les patients avec la mutation c.1185_1186dup. Variants rares (VR) de la cycline D1 : La comparaison des fréquences alléliques des VR de la cycline D1 fut réalisée entre les cas (112 patients avec une polypose indéterminée et 44 avec un CCR précoce) et 866 témoins. Les VR étaient plus fréquemment observés dans le groupe de malades. En combinant les VR, une augmentation du risque était retrouvée pour le groupe de patients avec une polypose indéterminée: (OR=2,2); 95%IC, 1,1-4,4; P=0,03). Rôle des variants rares : 70 variants provenant de 17 gènes ont été examinés au sein de la même population. 21 était des VR (fréquence<1%) et 4 étaient plus fréquemment observés chez les cas (EXO1-12, MLH1-1, CTNNB1-1 et BRCA2-37, p<0,05). En combinant tous les VR avec une fréquence allélique <0,5%, un sur risque de 3,2 était observé (95%CI=1,1-9,5; p=0,04)

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

Cette étude décrit les perceptions des bénéfices, des risques et des limites des tests BRCA1/2 de 650 femmes participant à un programme de recherche clinique intégré incluant des tests de prédisposition génétique au cancer du sein. Ces perceptions sont décrites en fonction de l'âge, du statut marital, du statut parental et des antécédents personnels de cancer des participantes. En général, les femmes testées perçoivent que les bénéfices du test sont plus importants que les risques et les limites. Les résultats indiquent que la principale motivation des femmes testées est le désir de faire progresser la science et le principal risque perçu est la peur que le résultat du test perturbe la famille. Les implications du résultat du test pour la surveillance et la prévention du cancer sont particulièrement importantes pour les femmes plus jeunes et celles n'ayant jamais fait de cancer.

Cette thèse vise globalement à évaluer l’effet du test BRCA1/2 sur les pratiques de dépistage du cancer du sein en fonction du résultat de ce test génétique. Trois études ont été réalisées afin d’atteindre cet objectif. Les femmes incluses dans ces études ont été testées pour une susceptibilité génétique aux cancers du sein et de l'ovaire dans le cadre du programme de recherche INHERIT BRCAs (INterdisciplinary HEalth Research Team on BReast CAncer susceptibility), mené entre 1998 et 2004. Des données auto-rapportées et des données administratives de la Régie de l’assurance maladie du Québec (RAMQ) concernant ces participantes ont été utilisées. Les résultats obtenus au cours des deux premières études ont influencé la poursuite du projet de recherche. Puisque les femmes ayant été testées pour BRCA1/2 tendent à surestimer leur recours à la mammographie, il s’avère préférable d’utiliser des données administratives afin d’évaluer leur recours aux méthodes de dépistage du cancer du sein plutôt que des données auto-rapportées. Au Québec, les données de la RAMQ sont ainsi à privilégier pour évaluer l’adhésion au dépistage par mammographie suivant le test génétique BRCA1/2, d’autant plus qu’elles comportent des codes d’actes spécifiques pour cet examen, qu’il ait été réalisé en milieu hospitalier ou en clinique privée. L’analyse des données de la RAMQ, dans le cadre de l’étude principale de cette thèse, suggère que les femmes porteuses d’une mutation BRCA1/2 et celles ayant reçu un résultat non concluant ont passé davantage de mammographies après leur test génétique qu’avant ce test, mais non les femmes non porteuses. En conclusion, cette thèse a permis de mieux comprendre l’utilisation à long terme de la mammographie à la suite du test génétique BRCA1/2 et a notamment montré que les jeunes femmes non porteuses, contrairement à ce qui aurait été attendu, n’ont pas modifié leur utilisation de la mammographie après leur test génétique. Ces femmes pourraient donc bénéficier d’interventions visant à leur assurer un suivi plus adapté à leur niveau de risque de cancer du sein ou de l’ovaire. Dans un contexte où les ressources en santé sont limitées, il est primordial qu’elles soient utilisées de façon optimale, et un dépistage plus adapté au niveau de risque de cancer est une façon de tendre vers cet objectif. Toutefois, la mise en place éventuelle d’une approche de stratification du risque de cancer du sein et de mesures de dépistage personnalisé devrait entraîner une modification des recommandations actuelles de dépistage du cancer du sein. Il sera donc nécessaire d’évaluer l’adhésion des femmes et des médecins envers ces nouvelles approches. / This thesis aims to assess the effect of BRCA1/2 genetic testing on screening practices according to test results. Three studies were carried out. The participants in these studies were tested for genetic susceptibility to breast and ovarian cancer in the INHERIT BRCAs (Interdisciplinary Health Research Team on BReast CAncer susceptibility) research program, conducted between 1998 and 2004. Self-reported and administrative data from the Quebec Health Insurance Board database (“Régie de l'assurance maladie du Québec” (RAMQ)) for these participants were used. The results from the first two studies were used to support methodological choices in the main study. Since women who were tested for BRCA1/2 tend to overestimate their use of mammography, administrative data are preferable than self-reported information to assess their use of breast cancer screening. RAMQ data are thus considered as a better means of assessing mammography screening following genetic testing BRCA1/2, since specific procedure codes covering all mammography exams, whether done in a private clinic or hospital, can be tracked. Analyses of RAMQ data carried out in the main study suggest that BRCA1/2 mutation carriers and women with an inconclusive test result had more screening mammography after, than prior to, genetic testing. Conversely, non-carriers did not have more breast screening exams. In conclusion, this thesis has allowed a better understanding of the long-term use of mammography after BRCA1/2 genetic testing. It specifically showed that young female non-carriers, contrary to what was expected, do not change their use of mammography after genetic testing. These women could therefore benefit from interventions to improve their cancer screening to their specific level of risk for breast and ovarian cancer. Cancer screening methods that are better adapted to cancer risk would contribute to optimizing utilisation of health resources. Indeed, a stratification risk approach to breast cancer and personalized screening measures should lead to changes in the current recommendations for breast cancer screening. The adherence of women and physicians to these new approaches will then need to be further evaluated.

BRCA1 et BRCA2 sont deux gènes majeurs impliqués dans la susceptibilité génétique aux cancers du sein et/ou de l’ovaire. D’une part, nos investigations concernant la caractérisation de la mutation fondatrice R1443X du gène BRCA1, détectée dans une cohorte de Canadiennes françaises à risque élevé pour ces cancers, nous ont permis d’identifier un nouveau transcrit. Celui-ci est généré par un épissage alternatif créant un nouvel exon, appelé exon 13A, constitué d’un segment de 66 nucléotides (IVS13-2786_-2720) inséré entre l’exon 13 et 14 tout en conservant le cadre de lecture. D’autre part, en s’appuyant sur nos analyses exhaustives, de type Southern et MPLA, non biaisées par les approches de type PCR , il ne semble pas y avoir dans cette même population Canadienne française de réarrangements chromosomiques récurrents impliquant les gènes BRCA1 et BRCA2. / The discovery of two genes, BRCA1 and BRCA2, which, when altered, confer markedly increased susceptibility to breast and ovarian cancer, has facilitated the identification of individuals at particularly high-risk of these diseases. First, extensive screening for germline mutations in the French-Canadian high risk breast/ovarian cancer families led to the detection of the first BRCA1 splice variant caused by an in-frame insertion. This transcript, designated exon 13A, is generated by an insertion of 66 nucleotides between exon 13 and 14, due to an alternative splicing of parts of intron 13 (IVS13-2786_-2720). Second, based on our current extensive analysis, without using PCR-based methods, there is no evidence supporting the existence of any deleterious BRCA1/2 recurrent genomic rearrangement in these same French-Canadian breast/ovarian cancer families.

La susceptibilité d'un individu à développer un cancer du sein est le résultat d'une interaction complexe de facteurs reliés au style de vie, à l'histoire reproductive et aux déterminants génétiques propres à chaque individu. Jusqu'à présent, un nombre limité de gènes ont été impliqués dans une telle susceptibilité. Il est présentement estimé que des mutations et variations de l'ensemble des gènes de susceptibilité connus (par exemple BRCA1, BRCA2, TP53, STK11, PTEN, ATM, PALB2, CHEK2, BR1P1 et les alleles de faible penetrance identifiés récemment) ne seraient responsables que d'un maximum de 30% des cas de cancers clairement familiaux. Dans cette thèse, la contribution de certains gènes a été investiguée dans une cohorte de femmes provenant de la population canadienne française et présentant des évidences claires de l'implication forte de facteurs génétiques de susceptibilité non reliés à BRCA1 ou BRCA2. Notre étude concerne les gènes candidats ZBRK1 (Zinc finger and BRCA1-interacting protein with KRAB domain 1), GADD45A (Growth arrest and DNA-damage-inducible alpha) et NBS1 (Nijmegen breakage syndrome 1). Notre analyse de ZNF350/ZBRK1 a permis de mettre en évidence trois haplotypes modulant de façon significative le risque de cancer du sein dans notre population. Parmi ceux-ci, deux pourraient être associés à un effet protecteur (p=0.01135 et p=0.00268) alors qu'un autre haplotype est lié à une augmentation du risque (p=0.00143). Dans le cas de GADD45A, nous avons identifié un haplotype commun démontrant une fréquence plus élevée dans le groupe contrôle, bien que cette association soit faible. En ce qui concerne NBN, le variant du promoteur c.-242-l lOdelAGTA est significativement surreprésenté dans notre groupe de femmes atteintes. Des essais de type gène luciférase rapporteur n'ont pas démontré de variation d'expression dans la lignée cellulaire de cancer du sein MCF-7, mais ont indiqué une réduction de l'expression dans les lignées cellulaires HEK293 et LNCaP. Ces résultats indiquent qu'il est possible que des variations de ces gènes, bien que n'étant pas très fréquentes, soient impliquées dans la susceptibilité au cancer du sein dans notre population et des études plus approfondies sur de grandes cohortes seront nécessaires afin de confirmer ou infirmer nos résultats.

À l'heure actuelle, les deux principaux gènes de susceptibilité au cancer du sein et/ou de l'ovaire ont été identifiés, soient les gènes BRCA1 et BRCA2. Ces deux principaux gènes auraient un rôle important à jouer dans le maintien de l'intégrité du génome. Les porteuses d'un gène BRCA1/2 muté auraient un risque d'être atteintes d'un cancer du sein de 45% à 65% avant l'âge de 70 ans, tandis que cette valeur serait de 11% à 39% pour le cancer de l'ovaire, lorsqu'estimé à partir d'individus non-sélectionnées sur la base de l'histoire familiale. Non seulement, il existe à l'heure actuelle une divergence importante quant aux estimations concernant la contribution relative et l'impact des gènes BRCA1 et BRCA2 dans les cas familiaux de cancer du sein, mais les données provenant des autres populations étudiées ne peuvent être extrapolées à la population canadienne-française, puisque nous sommes en présence d'un effet fondateur. Nous avons démontré que la majorité des familles canadienne-française du Québec à risque élevé de développer un cancer du sein et/ou de l'ovaire porteuses d'une mutation délétères de BRCA1 ou BRCA2 pouvaient être expliquées par la présence de 11 mutations délétères récurrentes et c'est la première étude à déterminer la proportion des familles BRCA1, BRCA2 ou BRCAX dans la population canadienne-française à haut risque. Nous avons aussi démontré que l'utilisation du modèle empirique de Manchester est efficace afin de prédire la probabilité qu'une famille soit porteuse d'une mutation dans cette même population. De plus, suite à des analyses de type « Southern blot » et « multiplex ligation-dependent probe amplification » (MLPA), la présence de mutations de type réarrangements chromosomiques semble très rare dans notre population puisque si de telles altérations avaient été présente à une fréquence supérieure à 2.2%, nous aurions eu 95% de chance d'en identifier au moins une dans les 135 familles étudiées par ces deux méthodes. Finalement, nous avons mis en évidence un nouveau transcrit du gène BRCA1. Celui-ci est généré par un épissage alternatif créant un nouvel exon, apelé exon 13A, constitué d'un segment de 66 nucléotides. Les résultats de ces différentes études démontrent l'apport qu'ont les mutations délétères de BRCA1 et BRCA2 chez les canadiennes-françaises. Ces éléments de réponse pourraient avoir un impact majeur sur la santé et sur la prise en charge des femmes ou hommes porteurs de telles mutations.

Le VEGF-A est impliqué dans plusieurs pathologies, dont les maladies cardiovasculaires et plusieurs types de cancer. L'existence de voies de signalisation communes entre le VEGF-A, les molécules d'adhésion cellulaire et des molécules de l'inflammation pourrait permettre d'expliquer la large gamme de fonctions du VEGF-A dans les différentes situations pathologiques. Dans le cadre de cette thèse, nous avons développé une approche intégrative pour l’étude du VEGF-A et de son positionnement au sein de plusieurs voies métaboliques. Cette approche associe les études d’identification des variants génétiques associés au VEGF-A et leur fonctionnalité biologique par une approche transcriptomique. Ainsi, le but général de cette thèse est d’investiguer les relations complexes des polymorphismes liés au VEGF-A, des taux plasmatiques et de l’expression du VEGF-A avec les molécules d'adhésion cellulaire et les molécules de l’inflammation, les lipides plasmatiques, les gènes candidats NOS3, CD14, MMP3 et IL4, et avec les facteurs de risque cardiovasculaires (obésité, pression artérielle) chez des individus en bonne santé. Pour la réalisation de ces études, nous avons utilisé des sous-groupes de populations de la cohorte STANISLAS et autres populations du Centre de Ressources Biologiques IGE-PCV. L’expérimentation transcriptomique est réalisée avec des cellules mononucléaires du sang périphérique.Parmi les résultats obtenus nous avons montré : • Une association entre l'isoforme VEGF-A145 et l'ARNm d'ICAM-1, de sélectine L et de TNF-α. • Une association entre les taux du VEGF-A et les taux d’ICAM-1 et de la sélectine E. • Des interactions épistatiques entre les variants du VEGF-A pour les taux de la sélectine E, du TNF-α, de l'ICAM-1 et de l'IL-6. • Une association significative entre rs4416670 et les niveaux de l'ARNm de la sélectine-L • Une association entre le variant rs6921438 et les niveaux de HDL-C et LDL-C. • Une interaction entre rs4416670 et hypertension pour la variation interindividuelle de l'apolipoprotéine E. • Des associations significatives entre l’expression de l’isoforme VEGF-A145 et les polymorphismes de NOS3, CD14, MMP3, IL4R, et IL4. • Des interactions épistatiques significatives entre les variants génétiques de NOS3, CD14, MMP3, IL4R, et IL4 et les quatre polymorphismes liés au VEGF-A sur les taux plasmatiques de VEGF-A. • Des interactions significatives entre le rs1800779 de NOS3 et HDL-C, les triglycérides et l’obésité ainsi que l’interaction de rs6921438 avec l’hypertension pour les niveaux plasmatique de VEGF-A • Des associations significatives et interactions gène × lipides du sang entre tous les variants génétiques de VEGF-A et les phénotypes d’obésité. • Une association significative entre le rs4416670 et la pression pulsée. • Une interaction épistatique entre le rs6921438 et le rs10738760 pour la pression pulsée. • Des associations significatives entre le variant rs10738760 de VEGF-A et le risque de syndrome métabolique. Les résultats de cette thèse montrent le rôle central du VEGF-A dans la régulation des différents processus physiologiques et permettant de proposer le VEGF-A comme un nouveau biomarqueur potentiel des maladies cardiovasculaires à évaluer cliniquement / VEGF-A is involved in several diseases, including cardiovascular disease and several types of cancer. The existence of common signaling between the VEGF-A, cell adhesion molecules and inflammatory molecules may help to explain the wide range of functions of VEGF-A in different pathological situations. As part of this thesis, we have developed an integrative approach to study of VEGF-A and its position in several metabolic pathways. This approach involves the identification of genetic variants associated with VEGF-A and their biological function by a transcriptomic approach. Thus, the general aim of this thesis is to investigate the complex relationships between four polymorphisms associated with VEGF-A, its plasma levels and its expression with cell adhesion molecules, inflammatory molecules, plasma lipids, candidate genes (NOS3, CD14, MMP3 and IL-4) and with cardiovascular risk factors (obesity and blood pressure) in healthy individuals. For our studies, we used a subgroup of the STANISLAS Family Study and other populations available in the Biological Resources Center IGE-PCV. Our transcriptomics experiments have been performed with peripheral blood mononuclear cells. The results showed: • An association between VEGF-A145 isoform with the levels of ICAM-1 mRNA, L-selectin mRNA and TNF-α mRNA. • An association between the levels of VEGF-A and the levels of ICAM-1 and E selectin. • An epistatic interactions between the VEGF-A related variants for the levels of E selectin, TNF-α], ICAM-1 and IL-6. • An association of rs4416670 with levels of mRNA of L selectin. • An association between rs6921438 and levels of HDL-C and LDL-C. • An interaction between rs4416670 and hypertension for the interindividual variation of apolipoprotein E. • Significant associations between the expression of VEGF-A with NOS3, CD14, MMP3, IL4R and IL-4 polymorphisms. • Significant epistatic interactions between genetic variants of NOS3, CD14, MMP3, IL4R, and IL4 and the four polymorphisms related to VEGF-A on the plasma levels of VEGF-A. • Significant interactions between rs1800779 in NOS3 and HDL-C, triglycerides, and obesity, as well as interactions of rs6921438 with hypertension on plasma levels of VEGF-A. • Significant associations and gene × blood lipids interactions between all genetic variants of VEGF-A with obesity traits. • A significant association between rs4416670 and pulse pressure. • An epistatic interaction between rs6921438 and rs10738760 on pulse pressure. • Significant associations between the rs10738760 variant of VEGF-A and the risk of metabolic syndrome. The results of this thesis indicate the central role of VEGF-A in the regulation of various physiological processes and offer VEGF-A as a potential novel biomarker for cardiovascular disease to be further evaluated clinically

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