Chaque année, plusieurs milliers de patients aux prises avec une maladie chronique terminale s’ajoutent à la liste d’attente pour une transplantation d’organe, espérant ainsi prolonger leur espérance de vie. Le plus souvent, le don d’organes survient suite au décès neurologique d’un donneur, une condition qui n’est pas sans conséquence sur la qualité des organes. Les traitements pharmacologiques visant à rétablir l’homéostasie et à protéger les organes à transplanter ont été majoritairement étudiés dans des études observationnelles, au début des années 80. Depuis, très peu d’essais randomisés ont évalué l’impact d’interventions chez des donneurs sur des issues cliniques chez des receveurs. Conséquemment, le bénéfice net des traitements pharmacologiques utilisés de routine chez les donneurs d’organes après décès neurologique demeure inconnu et la rationnelle physiopathologique supportant leur utilisation est questionnable. Cette thèse a pour visée de recenser les évidences supportant les traitements pharmacologiques employés pour la stabilité hémodynamique des donneurs d’organes après décès neurologique et de décrire le niveau d’évidence supportant leur usage. Nous visons également à identifier des cibles de recherche potentielles basées sur de nouvelles observations pathophysiologiques. Pour atteindre ces objectifs, nous avons dressé un large portrait de la prise en charge actuelle des donneurs après décès neurologique, ceci menant ensuite à l’exploration des perceptions des médecins intensivistes canadiens en regard de ces interventions. Nous avons également exploré la présentation clinique cardiaque des donneurs et nous avons identifié des barrières à la recherche clinique dans le domaine. Notre thèse a mené à 4 articles scientifiques. D’abord, nous avons démontré à l’aide d’une revue systématique des lignes directrices internationales sur la prise en charge des donneurs après décès neurologique que les recommandations actuelles sont incohérentes et que leur faible qualité méthodologique reflète la lenteur de l’émergence de la recherche dans le domaine. Ensuite, nous avons effectué un sondage national auprès de médecins des soins intensifs ayant de l’expérience dans la prise en charge des donneurs. Nous avons ainsi démontré que les perceptions de pratiques sont très variables au pays et avons attribué ces divergences d’opinions au manque de données probantes, et à la possible inexpérience relative des médecins face aux rares cas de don d’organes sur une unité de soins intensifs. Notre troisième article a démontré que la dysfonction ventriculaire droite est fréquente après un décès neurologique, bien que la littérature actuelle ne mette l’emphase que sur la dysfonction ventriculaire gauche et ses conséquences. Nous émettons l’hypothèse que la description actuelle des conséquences hémodynamique du décès neurologique est incomplète et qu’une meilleure compréhension des mécanismes sous-jacents à la dysfonction ventriculaire droite permettrait d’identifier de nouvelles cibles thérapeutiques. Finalement, en s’appuyant sur nos observations, nous questionnons l’efficacité et la pertinence d’interventions pharmacologiques administrées de routine chez les donneurs telles que l’hormonothérapie de remplacement. Nous avons donc effectué un essai randomisé pilote visant à évaluer la faisabilité d’une étude multicentrique déterminante comparant la levothyroxine au placebo chez des donneurs potentiels. Cette étude pilote a démontré qu’une étude d’envergure était nécessaire afin d’évaluer le bénéfice de l’intervention et a permis d’identifier des barrières à la recherche spécifiques au domaine. Nous proposons que des activités de transfert de connaissances sur le niveau d’évidence supportant les interventions pharmacologiques actuelles soient implantées en préparation d’un essai randomisé contrôlé multicentrique. Cette thèse a permis de mettre en lumière la validité questionnable du traitement pharmacologique pour la prise en charge de l’instabilité hémodynamique des donneurs d’organes tel qu’il est utilisé présentement. Nous avons fait ressortir que le traitement actuel est historiquement basé sur des données de faible évidence. Nous suggérons que l’avenir de la recherche interventionnelle chez les donneurs d’organes repose sur la capacité des cliniciens et des chercheurs à reconnaitre les zones d’incertitude dans les connaissances actuelle et à accepter des changements dans leur pratique. / Every year, thousands of chronically ill patients are added to the transplant list, in the hope of an organ transplant that could save their life. Most frequently, organ donation occurs following neurological death of a donor, a clinical pathological condition that can jeopardize the quality and stability of organs. The body of literature on the hemodynamic consequences of neurological death and their treatment exist since the early 80’s. Since then, very few randomized trials have been performed on the neurologically deceased donor population. As a consequence, the benefit of routine pharmacological therapies for the hemodynamic management of neurologically deceased donors on recipients’ outcomes is still uncertain, and the pathological theory underlying their use remains questionable. Consequently, this thesis aims at describing the actual body of evidence supporting the pharmacological treatment for the hemodynamic management of neurologically deceased donors and the theoretical rationale for their use. We also aimed at adding to the actual knowledge of brain death physiological hemodynamic consequences. To achieve this goal, we drew a broad portrait of the actual management of hemodynamic instability in organ donors, leading to the exploration of perceptions on these interventions. We then explored physiological consequences of neurological death at the heart level and evaluated the feasibility of conducting a multicentre trial on a pharmacological intervention in donors. Our thesis let to four research articles. First, we demonstrated through a systematic review of international guidelines for the management of neurologically deceased donors that the existing recommendations are inconsistent and that their poor methodological quality reflects the slow emergence of clinical research in the field. Then, in a national survey of intensive care physicians with experience in organ donor clinical management, we identified varying perceptions of practices in the country. We attributed this difference in opinions to the paucity of research in the field and to the possible relative inexperience of some physicians when managing deceased donors, a relatively rare condition in the intensive care unit. Our third article suggested that right ventricular dysfunction is frequent after neurological death, although existing literature focus mainly on the occurrence and consequences of left ventricular dysfunction. We postulate that the actual description of hemodynamic consequences of neurological death is incomplete and that a better understanding of the mechanisms underlying right ventricular dysfunction would permit to identify new therapeutic targets. Finally, based on our previous conclusions, we questioned the relevance and efficacy of levothyroxine routine administration in donors and designed a pilot randomized controlled trial to evaluate the feasibility of a multicenter definitive trial. This pilot trial permitted to identify important barriers to interventional research including neurologically deceased donors. We propose that knowledge translation activities on the actual level of evidence supporting routine interventions be implemented in the preparation of a future randomized trial. This thesis permits to question the validity of the actual pharmacological management of neurologically deceased donors highlighting the paucity of high-evidence literature in the field and the penetrance of historical interventions and concepts. We suggest that the future of research in the field lies on the ability to recognize areas of uncertainties and the acceptance of practice change.

Une mauvaise qualité de sommeil est souvent observée chez les personnes âgées. Diverses méthodes sont alors utilisées afin d’en évaluer les caractéristiques, notamment les questionnaires auto-recensés et la polysomnographie (PSG). Cependant, l’utilisation de la PSG étant dispendieuse et chronophage, le recours aux analyses par questionnaires auto-recensés en milieu clinique pourrait être privilégié et faciliterait grandement l’évaluation de la qualité du sommeil. Cette étude vise à valider la méthode par questionnaires auto-recensés lors de l’évaluation de la qualité de sommeil chez les personnes âgées et à comparer ces différents questionnaires aux mesures obtenues par une PSG. Le devis de l'étude est une une sous-analyse d’une étude d’essais cliniques randomisés. L’étude a été menée auprès de patients édentés de 65 ans et plus, recrutés entre décembre 2013 et août 2018. Les données ont été collectées à domicile avec une PSG et jumelées à divers questionnaires sur le sommeil : le questionnaire de Berlin (QB, plage de scores comprise entre 0 et 3), l’échelle de somnolence Karolinska (ESK, plage de scores 1-9), l’indice de qualité du sommeil de Pittsburgh (IQSP, plage de scores de 0 à 21), l’échelle de somnolence d’Epworth (ESE, plage de scores de 0 à 24). Les données obtenues par la PSG incluent : l'indice d'apnée-hypopnée (IAH), l'indice de désaturation en oxygène (IDO) et le pourcentage d'efficacité du sommeil. L’analyse des données a été effectuée par statistiques descriptives et tests statistiques bivariés. Chez les 130 patients ayant participé à l’acquisition de données de base (51 hommes et 79 femmes, âge moyen 75 ± 6 ans), il n'y a pas de forte corrélation entre les scores totaux de qualité du sommeil mesurés par les questionnaires et le pourcentage d'IAH, d'ODI et d'efficacité du sommeil obtenus par la PSG. Seuls deux des questionnaires utilisés ont eu une sensibilité distinctive, comportant toutefois des valeurs de seuil différentes de la norme utilisée chez les adultes : le QB et l’ESK. Nos résultats démontrent que les questionnaires auto-recensés disponibles s’avèrent limités pour le dépistage clinique chez les personnes âgées. Afin de développer un nouvel instrument de mesure fiable permettant le diagnostic d’AOS et l’évaluation de la qualité de sommeil chez cette population, il est nécessaire d’effectuer des études sur un plus grand échantillon et de créer un questionnaire spécifique destiné à la population âgée. / Poor sleep quality is often seen in the elderly. Various methods are then used to evaluate their characteristics, including self-reported questionnaires and polysomnography (PSG). However, since the use of PSG is expensive and time-consuming, the use of self-reported questionnaires in a clinical setting could be preferred and would greatly facilitate the assessment of sleep quality. This study aims to validate the self-reported questionnaire method used in the evaluation of sleep quality in the elderly and compare these different questionnaires to the measures obtained by a PSG. The study design is a sub-analysis of a randomized clinical trial study. The study was conducted in edentulous patients aged 65 years and older, recruited between December 2013 and August 2018. The data were collected at home with a PSG and combined with various sleep questionnaires: the Berlin questionnaire (BQ, range of scores from 0 to 3), the Karolinska sleepiness scale (KSS, range of scores from 1-9), the Pittsburgh Sleep Quality Index (PSQI, range of scores from 0 to 21), the Epworth sleepiness scale (ESS, range of scores from 0 to 24). Data obtained by PSG include: apnea-hypopnea index (AHI), oxygen desaturation index (ODI), and sleep efficiency percentage. Data analysis was performed by descriptive statistics and bivariate statistical tests. Of the 130 patients who participated in baseline data acquisition (51 males and 79 females, mean age 75 ± 6 years), there was no strong correlation between the total sleep quality scores measured by the questionnaires and the IAH, ODI and sleep efficiency percentage achieved by PSG. Only two of the questionnaires used had a distinctive sensitivity, but with threshold values different from the norm used in adults: QB and ESK. Our results demonstrate that self-reported questionnaires available are limited for clinical screening for the elderly. In order to develop a new reliable measuring instrument for the diagnosis of obstructive sleep apnea (OSA) and the evaluation of sleep quality in this population, it is necessary to carry out studies on a larger sample and to create a specific questionnaire intended for the elderly population.

Tous les patients de soins intensifs reçoivent des solutés cristalloïdes. Ils sont souvent dans un état inflammatoire sévère. Parmi ces solutés cristalloïdes, le Normal Salin (NS) a des concentrations élevées en chlorure et en sodium ce qui a été associé à divers effets immuno-activateurs. Nous visons à évaluer l’effet des différents solutés sur les cellules immunitaires de sujets sains et sur un modèle d’inflammation aiguë sur sang total. Dans cette étude de type chassé-croisé, 11 sujets sains ont été recrutés pour recevoir 1L de chaque soluté. Grâce aux prélèvements sanguins pris en pré et post-infusion, nous évaluons le phénotype des leucocytes par cytométrie en flux et les cytokines plasmatiques par multiplex. Les tests ex vivo sont faits en exposant du sang total aux solutés suite à une stimulation au LPS. Notre étude suggère une diminution de l’activation des neutrophiles par le LR et le PL par rapport au NS. On constate aussi une augmentation des monocytes totaux et classiques circulants suite au NS. Le NS augmente les concentrations de la cytokine pro-inflammatoire Interleukine (IL)-17A et diminue certains facteurs anti-inflammatoires comme IL-10 et basic Fibroblast Growth Factor (bFGF) par rapport aux deux autres solutés. Ex vivo, l’ajout de NS augmente l'activation des monocytes par rapport au LPS seul par rapport au LR et au PL. Le PL diminue aussi l’activation précoce des lymphocytes T. Nos résultats suggèrent que le NS a un effet plus immunoactivateur que les 2 autres solutés. Une meilleure compréhension de ces effets pourrait mener à une utilisation personnalisée des cristalloïdes pour un retour plus efficace à l’homéostasie inflammatoire. / Intensive care unit patients' inflammatory status can switch from an early pro-inflammatory to a late anti-inflammatory phase, which favors infections. They can receive different crystalloids, either Normal Saline (NS), Ringer’s Lactate (RL) or Plasma-Lyte (PL). NS has high NaCl concentrations which has been associated with inflammatory effects on immune cells. Our aim is to evaluate the impact of these three different crystalloid fluids on immune cells in healthy subjects and on a whole blood model of acute inflammation. Using our comprehensive immunomonitoring platform, we assessed the immunological phenotype of peripheral blood mononuclear cells (PBMC) and neutrophils in humans. 11 healthy subjects received a liter of NS, RL and PL in a randomized cross-over fashion. Blood samples were taken before and 6h later. PBMC and neutrophil phenotypes were assessed by flow cytometry and cytokine concentrations were measured by a multiplex assay. Ex vivo assays were performed by exposing whole blood to the different crystalloids following a stimulation with LPS. Study of healthy subject’s PBMCs suggested that RL and PL reduced activation of neutrophils compared to NS. Total and classical monocytes were increased with NS compared to RL and PL. RL and PL also increase plasma levels of anti-inflammatory cytokine Interleukin (IL)-10 and pro-repair cytokine basic Fibroblast Growth Factor (bFGF) compared to NS, while NS increased plasma levels of the pro-inflammatory cytokine IL-17A. In whole blood assays, following LPS stimulation, NS increased monocytic activation compared to LR and PL. In T cells, PL decreased early activation. Conclusions: Our results suggest that crystalloids have different immune consequences with NS being more immune activating than RL and PL. A better understanding of their immune modulation could lead to personalization of their use according to the inflammatory status of patients to restore their immune homeostasis.

Cardiac arrhythmias are disorders of the electrical system of the heart and an often clinically-challenging group of disorders. Atrial fibrillation (AF) is the most common cardiac arrhythmia in the general population; it is associated with significant morbidity and mortality. Available antiarrhythmic drugs (AADs) for the treatment of AF are older molecules with sub- optimal efficacy and safety profiles. Recent advances in basic electrophysiology and the development of sophisticated mathematical modeling approaches could help in expanding our understanding of the basic mechanisms of AF and assist in the development of novel AF- selective AADs. The purpose of this thesis was to utilize computational approaches to the understanding of the consequences and opportunities of ion channel properties, with a special emphasis on AF. The cardiac action potential is the basic functional unit of the electrical system of the heart and is the manifestation of coordinated current fluxes through specialized proteins known as ion channels. Antiarrhythmic drugs act through modulation of ion channel properties. We hypothesized that mathematical modeling could be used to study and optimize the pharmacodynamic properties of AADs for the treatment of AF. We demonstrated that the pharmacodynamic properties (binding/unbinding characteristics) of a state-dependent Na+- channel blocker modulate the drug’s anti-/proarrhythmic actions with inactivated-state blockers being optimally AF-selective. The optimized drug’s selectivity for AF was the result of its rate- selectivity (stronger effects at fast vs slow cardiomyocyte activation rates) with relatively mild atrial-selective (stronger effects in atrial vs ventricular cardiomyocytes) actions. We found that the optimally AF-selective Na+-channel blocker had sub-optimal anti-AF efficacy, but that slightly less selective drugs had favorable AF-termination rates. We then sought to explore potential current-block combinations with synergistic AF- selective properties. Using mathematical modeling and laboratory experiments, we demonstrated that the combination of optimized state-dependent Na+-channel block and K+- channel block had synergistic effects, significantly augmenting AF termination rates for any level of AF-selectivity vs pure Na+-channel block. The mechanisms of these synergistic effects were found to be mediated by the functional interaction between the action potential prolonging- v effects of K+-channel block, the Na+-channel blocker’s voltage-dependent binding/unbinding properties and the Na+ channel’s inactivation characteristics, highlighting the non-linear nature of the cardiac action potential’s dynamics. Traditional K+ currents targeted by AADs have significant ventricular proarrhythmic liabilities. Using recent experimental observations, we updated the mathematic formulation for the inactivation dynamics of the ultra-rapid delayed-rectifier K+ current (IKur), an atrial-specific current. Using this model, we showed that, contrary to what had been proposed in the published literature, IKur rate-dependent properties are mediated by its activation properties with minimal contribution from inactivation, under physiological conditions. We also demonstrated that the contribution of IKur to action potential repolarization is preserved, or even increased, in the setting of electrical remodeling-induced IKur downregulation. Finally, we described the mechanisms of the forward rate-dependent of IKur block, mediated by functional non-linear interactions with the rapid delayed inward-rectifier K+ current (IKr), the only K+ current with such properties. Until recently, fibroblasts were considered to be electrically inactive. More recently, experimental work demonstrated the presence of functional ionic current on the fibroblast and possible cardiomyocyte-fibroblast coupling. Here, we described a novel kind of heart failure- induced electrical remodeling involving the fibroblasts ion channels. This was characterized by downregulation of the fibroblast voltage-dependent K+ current (IKv,fb) and upregulation of the fibroblast inward-rectifier K+ current (IKir,fb). We then implemented our experimental findings into a mathematical model of cardiomyocyte-fibroblast coupling and found fibroblast electrical remodeling to have significant effects on the cardiomyocyte’s electrophysiological properties. In a 2-dimension model of simulated AF, downregulation of IKv,fb had an antiarrhythmic effect whereas IKir,fb upregulation was found to be proarrhythmic. The studies presented here utilized mathematical modeling to study non-linear systems in cardiac electrophysiology to tackle questions that would have been difficult to approach with traditional laboratory-based experimentation. They also showcased how theoretical results can help orient and receive confirmation with subsequent experimental work or, conversely, novel experimental findings results be implemented into a mathematical model to investigate potential consequences. Mathematical modeling is a promising tool to help in studying the complex and vi non-linear effects of pharmacological modulation of ion channel properties and assist in the development of optimized antiarrhythmics for the treatment of AF, a major unmet need in clinical medicine. As models increase in sophistication to better represent the cardiomyocyte’s electrophysiology, they will almost certainly play an ever-growing role in expanding our understanding of the mechanisms of complex arrhythmias. / Les arythmies cardiaques représentent une famille de pathologies du système électrique cardiaque. La fibrillation auriculaire (FA), est l’arythmie cardiaque la plus fréquente dans la population générale et est associée à un fardeau de morbidité et mortalité cardiovasculaire important. Les médicaments antiarythmiques utilisées dans le traitement de la FA sont de vieilles molécules avec une efficacité sous-optimale et des effets secondaires importants. Les avancées récentes en électrophysiologie cardiaque fondamentale et le développement d’outils de modélisation mathématique ont le potentiel d’élargir notre compréhension des mécanismes pathophysiologiques en FA et contribuer au développement de nouveaux médicaments antiarythmiques optimisés pour le traitement de la FA. L’objectif global de cette thèse est d’utiliser les méthodes de modélisation mathématique pour étudier les conséquences et opportunités thérapeutiques de la modulation des canaux ioniques cardiaques, avec une emphase sur la FA. Le potentiel d’action cardiaque est l’unité fonctionnelle de base du système électrique cardiaque ; il est le résultat du flux coordonné de courants électriques à travers de protéines spécialisées, les canaux ioniques. Les molécules antiarythmiques agissent à travers la modulation des canaux ioniques cardiaques. Nous avons posé l’hypothèse que des modèles mathématiques pourraient être utilisés pour étudier et optimiser les propriétés pharmacodynamiques d’un médicament antiarythmique pour le traitement de la FA. Nous avons démontré que les propriétés pharmacodynamiques (propriétés de liage et déliage) d’un bloqueur des canaux Na+ état-dépendant modulent les effets anti- et pro-arythmiques de la molécule ; un bloqueur Na+ sélectif pour l’état inactivé du canal serait maximalement FA-sélectif. Cette sélectivité pour la FA est la conséquence de la sélectivité pour la fréquence (effet thérapeutique plus important à des fréquences d’activation du cardiomyocyte élevées vs basses) avec une contribution relativement faible de la sélectivité auriculaire (effet thérapeutique plus important sur les cardiomyocytes auriculaires vs ventriculaires). Par la suite, nous avons exploré des combinaisons de bloqueurs ioniques ayant des propriétés anti-FA synergiques. En utilisant des modèles mathématiques et des expériences en laboratoire, nous avons démontré que la combinaison d’un bloqueur des canaux Na+ et d’un iii bloqueur des canaux K+ a des effets synergiques, augmentant de façon importante l’efficacité anti-FA pour un même degré de sélectivité vs un bloqueur des canaux Na+ seul. Le mécanisme de synergie a été élucidé et consiste d’effets fonctionnels médiés par l’interaction du prolongement de la durée du potentiel d’action causé par le bloque des canaux K+, les propriétés voltage-dépendantes du liage et déliage du bloqueur des canaux Na+ ainsi que des propriétés d’inactivation des canaux Na+, démontrant la nature hautement non-linéaire des dynamiques du potentiel d’action cardiaque. Les courants K+ ciblés par les médicaments antiarythmiques ont des effets proarythmiques ventriculaires importants. En utilisant des données expérimentales récentes, nous avons proposé une formulation mise à jour des dynamiques d’inactivation du courant K+ IKur, un courant auriculo-sélectif. En utilisant ce modèle, nous avons démontré que, contrairement à ce qui avait été précédemment proposé, les propriétés fréquence-dépendantes du courant IKur dépendent de ses caractéristiques d’activation avec une contribution négligeable de ses propriétés d’inactivation, sous conditions physiologiques normales. Nous avons également démontré que la contribution de IKur à la repolarisation du potentiel d’action est maintenue, voir augmentée, dans le contexte de la diminution de IKur en situation de remodelage électrique induit par la FA. Finalement, nous avons décrit le mécanisme qui sous-tend les propriétés fréquence-dépendantes du bloque de IKur, l’unique courant K+ avec de telles caractéristiques. Jusqu’à très récemment, les fibroblastes cardiaques étaient considérés comme électriquement inactifs. Des travaux expérimentaux ont démontré la présence de canaux ioniques sur la surface de ces fibroblastes ainsi que la possibilité de couplage électrique entre cardiomyocytes et fibroblastes. Nous avons décrit un nouveau type de remodelage électrique en situation d’insuffisance cardiaque, le remodelage des courants ioniques des fibroblastes cardiaques. Ce remodelage est caractérisé par une diminution du courant K+ voltage-dépendant IKv,fb et une augmentation du courant K+ IKir,fb. Nous avons par la suite incorporé ces trouvailles expérimentales dans un modèle mathématique simulant l’interaction électrique entre cardiomyocytes et fibroblastes et montré que le remodelage électrique des fibroblastes peut avoir un impact important sur les propriétés électrophysiologiques des cardiomyocytes. Dans iv un modèle 2-dimensionel de FA, nous avons trouvé que la diminution de IKv,fb a un effet antiarythmique alors que l’augmentation de IKir,fb a des effets proarythmiques. Les études ici présentées utilisent les méthodes de modélisation mathématique pour l’étude de systèmes non-linéaires en électrophysiologie cardiaque et aborder des avenues de recherche difficilement accessibles aux méthodes de laboratoire traditionnelles. Elles démontrent également comment des résultats théoriques peuvent orienter et trouver confirmation dans des travaux expérimentaux subséquents ou, à l’inverse, des trouvailles expérimentales peuvent être implémentées dans les modèles mathématiques pour investiguer les conséquences de celles-ci. La modélisation mathématique est un outil prometteur pour l’étude des effets complexes et non-linéaires de la modulation pharmacologique des canaux ioniques et ainsi contribuer au développement de médicaments antiarythmiques optimisés pour le traitement de la FA, un besoin clinique majeur.

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La chirurgie est le traitement principal du cancer colorectal (CCR). Une durée d'hospitalisation prolongée peut augmenter le risque de complications et d'inactivité physique, entraînant un déclin de la fonction physique. L'objectif de cette étude est de déterminer si la celle-ci peut prédire l’hospitalisation prolongée chez les patients atteints de CCR. Un total de 459 patients provenant de 7 cohortes a été analysé. Une régression logistique a été utilisée pour déterminer le risque d'hospitalisation prolongée (>3 jours) et une courbe ROC a été tracée pour établir la sensibilité/spécificité. Les variables sélectionnées comprenaient l'âge, le sexe, l'IMC, la présence de comorbidités, le statut ASA, le site tumoral, l'approche chirurgicale, la force de préhension, le test Timed-Up and Go, le test assis-debout de 30 secondes, le test de flexion des coudes de 30 secondes, le test de marche de 6 minutes (6MWT), le questionnaire CHAMPS et le SF-36. Les résultats démontrent que les patients atteints d'une tumeur rectale ont un risque 2,7 fois plus élevé d'appartenir au groupe d'hospitalisation prolongée que ceux atteints d'une tumeur du côlon (O.R. 2,7 ; C.I. 1,3-5,7, p=0,01). Pour chaque augmentation de 20 mètres dans le 6MWT, il y a une diminution de 9% du risque d'être dans le groupe d'hospitalisation prolongée (C.I. 1.03-1.17, p=0.00). Un seuil de 431 m peut prédire 70% des patients dans le groupe d'hospitalisation prolongée (AUC 0,71, C.I. 0,63-0,78, p=0,00). L'utilisation du 6MWT comme outil de dépistage de l'hospitalisation prolongée devrait être intégrée dans le parcours chirurgical préopératoire. / Surgery is the primary treatment for colorectal cancer. A prolonged Length of Stay (pLOS) can increase risk of complications and physical inactivity, leading to a decline in physical function. While promising results were seen from preoperative exercise training and post-operative functional recovery, the predictive potential of preoperative physical function has not yet been investigated. The objective of this study is to determine if preoperative physical function can predict pLOS in patients with for colorectal cancer. A total of 459 patients from 7 cohorts were analyzed. Logistic regression was used to determine risk of pLOS (>3 days), and ROC curve was plotted to establish sensitivity/specificity. Selected variables included age, sex, BMI, comorbidity, ASA status, tumor site, surgical approach, handgrip strength, Timed-Up and Go, 30-second Sit-to-Stand, 30-second Arm Curl Test, 6-Minute-Walking Test (6MWT), CHAMPS Physical Activity Questionnaire for Older Adult and 36-Item Short Form Survey. The results showed that patients with rectal tumor are 2.7x more at risk to be in the pLOS group compared to those with colon tumor (O.R. 2.7; C.I. 1.3-5.7, p=0.01). For every increment of 20 meters in 6MWT, there is a decreased risk of 9% of being in pLOS group (C.I. 1.03-1.17, p=0.00). A cut-off of 431m can predict 70% of patients in pLOS group (AUC 0.71 C.I 0.63-0.78, p=0.00). Tumor site (rectal) and 6MWT were significant predictors of pLOS. Using the 6MWT as a screening tool for pLOS with cut-off of 431 m should be implemented in the preoperative surgical pathway.

La rigidité artérielle fait référence à la perte d'élasticité principalement dans les grandes artères telles que l'aorte et les carotides. On sait que la rigidité artérielle chroniquement élevée contribue à des modifications vasculaires cérébrales telles que des lésions parenchymateuses de la substance blanche cérébrale via une modification du flux sanguin cérébral. En particulier, parmi les structures perfusées par les artérioles fournies par les artères cérébrales antérieure et moyenne, le corps calleux, la capsule interne, la corona radiata et le faisceau longitudinal supérieur sont les plus vulnérables à l’hypoperfusion. Des études antérieures ont montré que l'augmentation de la rigidité artérielle évaluée par la vitesse de l'onde de pouls carotide-fémorale (cfPWV) est associée à une diminution de l'anisotropie fractionnelle (FA) et à une augmentation de la diffusivité radiale (RD). On a émis l'hypothèse que les altérations au niveau des régions vulnérables de la substance blanche (par exemple, le corps calleux, la capsule interne) seraient probablement liées à la démyélinisation axonale. Cependant, bien que la RD a auparavant été corrélée avec la démyélinisation axonale, l'imagerie de diffusion est principalement aveugle à la myéline. En revanche, l'imagerie par transfert de magnétisation (MT) est une métrique adaptée pour estimer la fraction volumique de myéline. De plus, malgré leur sensibilité à l'organisation des fibres axonales, les métriques de tenseur de diffusion (DTI) telles que les FA et RD manquent de spécificité pour la microstructure tissulaire individuelle. Des modèles microstructuraux plus avancés tels que l’imagerie dispersion et de l'orientation des neurites (NODDI) fournissent des outils pour disséquer les changements microstructuraux derrière les mesures DTI. Dans l'article 1, nous avons utilisé les métriques de DTI et basé sur le MT pour examiner de plus près l'interaction entre la rigidité artérielle et la microstructure de la substance blanche chez les personnes âgées de plus de 65 ans. Nous avons constaté que la mesure de référence absolue de la rigidité artérielle, la mesure de la vitesse de l'onde de pouls entre l’artère fémorale et carotidienne (cfPWV) était associée à l'organisation axonale des fibres telle que reflétée par FA et RD plutôt qu'à la démyélinisation dans les régions de la substance blanche qui ont été précédemment désignées comme vulnérables à rigidité artérielle. Dans notre deuxième article, nous avons utilisé le modèle NODDI pour approfondir la relation entre le cfPWV et l'organisation axonale. Nos résultats ont montré que la cfPWV est positivement associée à la diffusion extracellulaire de l'eau (ISOVF), ce qui signifie que la rigidité artérielle peut entraîner une dispersion axonale, diminuant la contrainte de directionnalité de l'eau le long des axones. En outre, nous avons constaté que la rigidité artérielle est associée à une augmentation de la densité des fibres dans le corps calleux tel que mesuré par l’ICVF, ce qui pourrait suggérer que les personnes à risque plus élevé de déclin cognitif présentent des mécanismes compensatoires précoces avant l'apparition de signes cliniques de déclin cognitif. Compte tenu de la forte interaction entre la rigidité artérielle et le déclin à la fois de la structure du cerveau et des fonctions cérébrales, on peut envisager un avenir meilleur où la rigidité artérielle sera mesurée dans la pratique clinique de routine afin d'identifier les personnes à risque plus élevé d’altérations de la substance blanche et de déclin cognitif. Ces personnes pourraient bénéficier de programmes multi-interventionnels visant à préserver la structure et la fonction cérébrale. Un seuil de rigidité artérielle est donc nécessaire pour identifier ces individus. L'article 3 présente la première estimation d'une valeur seuil de cfPWV à laquelle la rigidité artérielle affecte la microstructure de la substance blanche chez les personnes âgées. Nos résultats suggèrent que le seuil actuel de 10 m / s de cfPWV adopté par la Société européenne d'hypertension n'est peut-être pas le seuil optimal pour diviser les individus en groupes à risque neurovasculaire élevé et faible. Au lieu de cela, nos résultats suggèrent que le seuil de cfPWV est plus susceptible d’être autour de 8,5 m / s. Bien que le cfPWV offre une excellente valeur pronostique chez les adultes, il reste malheureusement principalement utilisé dans la recherche en raison du besoin d'experts formés pour cette mesure. À l'inverse, la mesure de l'indice de rigidité artérielle (ASI) à l'aide de la pléthysmographie suscite un intérêt croissant ces dernières années en raison de son approche simple à utiliser. Dans l'article 4, nous avons étudié la relation entre l'ASI et la pression pulsée (PP) qui est une mesure indirecte de la rigidité artérielle, avec la FA et les lésions de la substance blanche chez les participants du UK Biobank. Nous avons constaté que la PP prédit mieux l'intégrité de la substance blanche que l'ASI chez les participants de moins de 75 ans. Cette constatation implique que l'ASI de la pléthysmographie ne semble pas être une mesure fiable de la rigidité artérielle chez les personnes âgées. Des études futures sont évidemment nécessaires pour valider nos résultats, en particulier notre seuil de cfPWV. Une fois ce seuil validé, nous envisageons un avenir radieux où la mesure du cfPWV sera non seulement utilisée pour aider à sélectionner les personnes qui bénéficieraient le plus d'un programme multi-interventionnel visant à préserver l'intégrité cérébrale, mais pourrait également être utilisée pour surveiller l’effet d’une telle intervention. / Arterial stiffness refers to the loss of elasticity mainly in large arteries such as the aorta and carotids. Chronically elevated arterial stiffness contributes to cerebrovascular changes such as cerebral white matter parenchymal damage via an alteration of cerebral blood flow. In particular, among the areas perfused by arterioles supplied by the anterior and middle cerebral arteries, the corpus callosum, the internal capsule, the corona radiata, and the superior longitudinal fasciculus are more vulnerable to cerebral hypoperfusion. Previous studies have shown that increased arterial stiffness as assessed by carotid-femoral pulse wave velocity (cfPWV) is associated with a decrease in fractional anisotropy (FA) and increase in radial diffusivity (RD). It was hypothesized that alterations in vulnerable white matter tracts (e.g. corpus callosum, internal capsule) are likely to be related to axonal demyelination. However, while RD was previously correlated with axonal demyelination, diffusion imaging is mostly blind to myelin. In contrast magnetization transfer (MT) imaging is a tailored metric to estimate myelin volume fraction. Moreover, despite their sensitivity to axon fiber organization, diffusion tensor metrics (DTI) such as FA and RD lack specificity for individual tissue microstructure. More advanced microstructural model such as neurite orientation dispersion and density imaging (NODDI) give tools to disecate the microstructural changes behind DTI metrics. In Article 1 we used DTI and MT based metric to look more closely at the interplay between arterial stiffness and white matter microstructure in older adults > 65 years old. We found that the gold standard measure of arterial stiffness, the measure of carotid femoral pulse wave velocity (cfPWV) was associated with axonal fiber organization as reflected by FA and RD rather than demyelination in the white matter regions that have been previously denoted as vulnerable to arterial stiffness. In our second Article, we used the NODDI model to take a further look at the relationship between cfPWV and axonal organization. Our results showed that cfPWV is positively associated with the extracellular water diffusion (ISOVF) which means that arterial stiffness may result in axonal dispersion, lessening the constraint of water directionality along axons. In addition, we found that arterial stiffness is associated with increased fibers density in the corpus callosum as measured by ICVF which could suggest that individuals at higher risk for cognitive decline demonstrate early compensatory mechanisms before the appearance of clinical signs of cognitive decline. Considering the strong interplay between arterial stiffness and decline both in brain structure and function, one can envision a bright future where arterial stiffness would be measured in routine clinical practice in order to identify individuals at higher risk for white matter changes and cognitive decline. Such individuals could benefit from multi-interventions programs aiming to preserve brain structure and function. A cut-off arterial stiffness is thus needed to identify these individuals. Article 3 presents the first estimation of an cfPWV cut-off value at which arterial stiffness impacts the white matter microstructure in older adults. Our results suggested that the current 10 m/s cfPWV cut-off adopted by the European Society of Hypertension may not be the optimal threshold to split individuals into high and low neurovascular risk groups. Instead, our findings suggest that the cfPWV cut-off is more likely to fall around 8.5 m/s. While cfPWV provides excellent prognostic value in adults, it remains unfortunately mainly used in research due to the need of trained experts. Conversely, measure of arterial stiffness index (ASI) using plethysmography is getting increased interest in the last few years due to its simple-to-use approach. In article 4, we investigated the relationship between ASI and pulse pressure (PP), an indirect measure of arterial stiffness, with FA and white matter lesions in participants of the UK Biobank. We found that PP better predicts white matter integrity compared to ASI in participants younger than 75 years old. This finding implies that ASI from plethysmography may not be a reliable measure of arterial stiffness in older adults. Future studies are obviously needed to validate our results, in particular our cfPWV cut-off. Once such cut-off will be validated, the present author envision a bright future where measure of cfPWV will not only be used to help selecting individuals that would most benefit from a multi intervention program aiming to preserve brain integrity, but could also be used to monitor the effect of such intervention.

Contexte & objectifs: L’avènement de biomarqueurs in vivo pour la maladie d’Alzheimer a révolutionné la recherche clinique dans ce domaine. Nous avons comparé le taux de positivité pour le biomarqueur tau (statut-T) dérivé de l’interprétation visuelle des études TEP au [18F]flortaucipir (FTP), de l’analyse quantitative du FTP et de la mesure de la protéine Tau phosphorylée en position 281 (PTau181) dans le liquide céphalorachidien (LCR). Méthodologie: Nous avons inclus 351 participants avec divers diagnostics cliniques provenant de trois cohortes ayant subi une étude TEP au FTP ainsi qu’une mesure du PTau181 dans un délai de 18 mois. Le statut-T a été dérivé de : (1) l’interprétation visuelle à l’aveugle du FTP par deux observateurs; (2) la quantification SUVR (standardized uptake value ratio) du FTP d’une région d’intérêt composite temporale (seuil : SUVR ≥ 1.27) ; (3) la concentration dans le LCR de Elecsys® Phospho-Tau (181P) (Roche Diagnostics) (seuil : PTau181 ≥ 24.5 pg/ml). Résultats: L’interprétation visuelle du FTP a entraîné le plus haut taux de T+, alors que les T+ par quantification SUVR augmentaient progressivement des sujets cognitivement normaux (CN) vers les sujets avec troubles cognitifs légers (TCL) et ceux avec démence de type Alzheimer (DA). Le taux de T+ par PTau181 était intermédiaire à ceux de l’analyse visuelle et quantitative du FTP pour les CN, similaire à la quantification SUVR pour les TCL et plus faible chez les DA. La concordance entre le statut-T par paire de modalité fluctuait de 68% à 76% et variait selon le diagnostic, étant plus élevé chez les DA. L’interprétation visuelle du FTP offrait la plus haute sensibilité (0.96) pour discriminer entre les sujets avec TCL ou DA amyloïde-positifs des sujets CN et non-Alzheimer, mais une spécificité plus faible (0.60). La spécificité était la plus élevée avec la quantification SUVR (0.91) avec une sensibilité de 0.89, alors que la sensibilité (0.73) et la spécificité (0.72) étaient de même niveau pour le PTau181 dans le LCR. Conclusion: Le choix d’un biomarqueur tau pourrait varier selon le stade de la maladie et les objectifs de recherche visant à maximiser la sensibilité ou la spécificité. L’interprétation visuelle des TEP tau augmente la sensibilité en comparaison avec la quantification seule, en particulier dans les stades précoces de la maladie. / Background & purpose: The advent of in vivo biomarkers for Alzheimer’s disease (AD) pathology has transformed clinical research in this field. The purpose of this study is to compare rates of tau biomarker positivity (T-status) per the 2018 AD Research Framework derived from [18F]flortaucipir (FTP) PET visual assessment, FTP quantification, and cerebrospinal fluid (CSF) phosphorylated Tau-181 (PTau181) concentration. Methods: We included 351 subjects with varying clinical diagnoses from three cohorts with available FTP PET and CSF PTau181 within 18 months. T-status was derived from: (1) FTP blinded visual assessment by two raters; (2) FTP standardized uptake value ratio (SUVR) quantification from a temporal meta-ROI (threshold: SUVR ≥ 1.27); (3) Elecsys® Phospho-Tau (181P) CSF (Roche Diagnostics) concentrations (threshold: PTau181 ≥ 24.5 pg/ml). Results: FTP visual reads yielded the highest rates of T+, while T+ by SUVR increased progressively from cognitively normal (CN) through mild cognitive impairment (MCI) and to AD dementia. T+ designation by CSF PTau181 was intermediate between FTP visual reads and SUVR values in CN, similar to SUVR in MCI, and lower in AD dementia. Concordance in T- status between modality pairs ranged from 68% to 76% and varied by clinical diagnosis, being highest in patients with AD dementia. In discriminating Aβ+ MCI and AD subjects from healthy controls and non-AD participants, FTP visual assessment was the most sensitive (0.96) but the least specific (0.60) approach. Specificity was highest with FTP SUVR (0.91) with a sensitivity of 0.89. Sensitivity (0.73) and specificity (0.72) were balanced for PTau181. Conclusion: The choice of a tau biomarker may differ by disease stage and research goals that seek to maximize sensitivity or specificity. Visual interpretations of tau PET enhance sensitivity compared to quantification alone, particularly in early disease stages.

Contexte : La fibrose kystique (FK) est une indication de transplantation pulmonaire. Aucun paramètre objectif seul n’est prédictif de la survie après la transplantation à ce jour. Une détérioration des états nutritionnel et pulmonaire sont des critères de référence. Notre but est de déterminer si l’évolution préopératoire de ces paramètres est prédictive de la survie après la transplantation. Méthodes : Nous avons effectué une étude rétrospective des patients greffés pour FKP au CHUM. Les valeurs d’IMC et de VEMS 2 ans avant la transplantation ont été recueillies. Les patients ont été divisés selon le signe de la pente de régression linéaire de chacun des paramètres. Des modèles d’effets mixtes ont permis de modéliser l’évolution longitudinale de ces paramètres avec des nœuds tous les 4 mois. Résultats : Durant la période étudiée, 198 patients ont reçu une transplantation bipulmonaire. Les pentes moyennes sont -0,06 et +0,07 kg/m2/mois pour l’IMC, alors qu’elles sont de -0,38 et +0,29 %/mois pour le VEMS. Les données démographiques, les complications postopératoires et la mortalité à 90 jours sont similaires entre les groupes. On note une diminution de survie à 10 ans après la transplantation chez les patients dont l’IMC diminue plus rapidement (56 vs 73 %). La pente de VEMS seule n’influence pas la survie après la transplantation (63 vs 73 %). Conclusion : Nos résultats suggèrent que la trajectoire d’IMC influence la survie après une transplantation pulmonaire alors que le taux de variation du VEMS n’a pas d’impact significatif. Une étude prospective serait requise afin de valider ces résultats. / Purpose: Cystic fibrosis (CF) is an indication for lung transplantation (LTx). To date, no single objective parameter is predictive of survival after LTx. Worsening of nutritional status and rapidly declining lung function are referral criteria. We aimed to determine whether a change in nutritional status and/or lung function before LTx was predictive of survival after LTx. Methods: We conducted a retrospective cohort study of CF LTx patients in our institution between 1997 and 2018. BMI and FEV1 values 2 year prior to transplant were collected. For each parameter, patients were divided in two groups according to BMI or FEV1 slope sign (linear regression). Change in time for these parameters were assessed using mixed-effect models with knots at every 4 months. Results: During the study period, 198 patients who underwent a first double LTx were included for analysis. The mean BMI slopes were -0.06 and +0.07 kg/m2/month, while mean FEV1 slopes were -0.38 and +0.29%/month. Linear mixed models for each phenotype are shown in Figure 1. Demographic factors, enteral feeding, post-operative complications and 90-day mortality were similar in the 2 analyses. Patients whose BMI decline before transplantation have worse 10-year survival after LTx (56 vs 73 %). The FEV1 slope alone does not influence 10-year survival after LTx(63 vs 73 %). Conclusion : Our results suggest that the BMI trajectory when used as a marker of nutritional status impacts survival after LTx. The FEV1 trajectory does not appear to significantly impact survival after LTx. A larger prospective study is required to validate these results.

OBJECTIFS : L’objectif de cette étude était de déterminer les changements verticaux et horizontaux des tissus mous par rapport aux changements des tissus durs après une génioplastie fonctionnelle isolée, l'effet de l'âge sur ces changements et de revoir le remodelage des tissus durs au niveau de la symphyse. MÉTHODES : 75 patients ayant subi une génioplastie fonctionnelle comme seule intervention chirurgicale ont été suivis pendant un minimum de 2 ans avec une téléradiographie de profil pris avant la chirurgie (T1), immédiatement après la chirurgie (T2) et 2 ans après la génioplastie (T3). Ces patients ont été regroupés par groupe d'âge (gr 1 : <15 ans, gr 2 : 15-19 ans, gr 3 : >19 ans). RÉSULTATS : Le modèle prédictif a révélé que le changement horizontal des tissus mous peut être prédit avec plus de précision horizontalement que verticalement. Les changements verticaux des tissus mous ont présenté une prédictibilité moindre, comme le montre l'équation de prédiction du groupe 3 et un coefficient de détermination de 48 %. Le pogonion de tissu dur a montré un changement net horizontal de 6,39 mm (IC95% 5,68 ; 7,10) tandis que le tissu mou a montré un changement net de 6,72 mm (IC95% 5,89 ; 7,54). Verticalement, le changement net du tissu dur au niveau du menton pour les femmes qui ne grandissent pas a montré une réduction nette de 1,63 (IC95% -3,37 ; 0,11) tandis que les hommes ont montré une réduction nette de 3,89 mm (IC95% -5,83 ; -1,95). La réduction verticale des tissus mous était similaire pour les hommes et les femmes qui ne grandissent pas, soit 1,7 mm (IC95% -2,96 : -0,45). CONCLUSION : Pour les patients qui ne grandissent pas, le changement horizontal des tissus durs était stable, et le changement des tissus mous représentait 92% des changements des tissus durs. Verticalement, le changement des tissus mous était moins prévisible. Des équations de prédiction ont été calculées. Les variations d'épaisseur des tissus mous après une génioplastie dans les deux directions peuvent être expliquées par l'obtention d'une occlusion labiale non forcée. Ces résultats confirment le bénéfice fonctionnel et esthétique de cette chirurgie. / OBJECTIVES: The aim of this study was to determine the vertical and horizontal soft tissue change versus hard tissue change following isolated functional genioplasty and to examine hard tissue remodeling at the symphysis. METHODS: 75 patients who underwent a functional genioplasty as an isolated procedure were followed for a minimum of 2 years with cephalograms taken before surgery (T1), immediately after surgery (T2), and 2 years post-surgery (T3). These patients were grouped by age (Gp 1: <15 y.o., Gp 2: 15-19 y.o., Gp 3: >19 y.o.). RESULTS: The predictive model reveals that soft tissue change can be predicted with more precision horizontally than vertically. Hard tissue pogonion showed a net horizontal change of 6.39 mm (CI95% 5.68; 7.10) while soft tissue showed a net change of 6.72 mm (CI95% 5.89; 7.54). Vertically, the hard tissue net change at menton for nongrowing females showed a net reduction of 1.63 (CI95% -3.37; 0.11) while males showed a net reduction of 3,89 mm (CI95% -5.83; -1.95). Soft tissue vertical reduction was similar for non-growing males and females at 1,7 mm (CI95% -2,96: -0,45). CONCLUSION: For non-growing patients, the horizontal hard tissue change was stable, and the soft tissue change is 92% of the hard tissue changes. Vertically, the soft tissue change was less predictable. Prediction equations have been calculated. The soft tissue thickness variations after genioplasty in both directions can be explained by the achievement of an unforced labial occlusion. These results support the functional and aesthetic benefits of this surgery.