Liver metastases are a frequent and often fatal occurrence in cancer patients. A better understanding of the biology of liver metastasis is essential to improve survival statistics for these patients. Although the contribution of IGF-IR to malignancy has been recognized for over 2 decades, the role that the IGF axis plays in metastasis is not yet fully understood. Using a murine Lewis lung carcinoma-based model, our laboratory has previously shown that the IGF-I receptor (IGF-IR) plays the key role in liver metastasis by regulating matrix metalloproteinase (MMP) expression and by increasing tumor cells survival and proliferation in the liver. The objectives of my project were to further analyze IGF-mediated regulation of MMP expression and investigate the crosstalk between the IGF axis and mediators of inflammation, particularly the TNF-alpha/NF-kappaB axis. My results revealed the following: A. In M-27 cells with ectopic IGF-IR overexpression (M-27IGFIR) that have acquired a liver-metastasizing potential but lost the ability to colonize the lung, PKC-alpha was found to be transcriptionally down-regulated and this resulted in decreased expression of the PKC-regulated MMPs- MMP-9, MMP-3 and MMP-13. This altered MMP expression could account for the changes in site-specificity of metastasis observed in these cells. B. In M-27IGFIR, but not in wild type M-27 cells, TNF-alpha was found to induce IL-6 production and autocrine IL-6/gp130/STAT3 signalling and thereby provide a mechanism of escape from the pro-apoptotic effects of this inflammatory cytokine. When this escape mechanism was abrogated by the use of siRNA or neutralizing antibodies, the cells re-acquired their sensitivity to apoptosis and their metastatic ability was reduced, indicating that it played a critical role in liver-metastasis in vivo. C. A mechanism of synergistic crosstalk between IGF and TNF signalling was identified in cells with high IGF-IR expression levels. In these cells, NF-kappaB activation in response to TNF-alpha was found to be accelerated in a PI3-K/Akt –dependent manner, identifying IGF-IR as an enhancer of NF-kappaB signalling and suggesting that cytokine expression, in particular IL-6 production may be regulated by the kinetics of NF-kappaB activation. Together, these results identify novel molecular mechanisms that mediate the diverse effects of IGF-IR on the tumor microenvironment and on metastasis and may be targeted for anti-cancer therapy.  / Les métastases hépatiques sont souvent mortelles dans les patients atteint du cancer. Une meilleure compréhension de la biologie des métastases hépatiques nous aiderais a amélioré le taux de survie des ces patients. Cela fait plus de vingt ans que la contribution de IGF-IR dans la progression du cancer est reconnue, mais nous ne savons pas encore exactement comment. Utilisant le modèle de carcinome pulmonaire de Lewis, nous avons déjà démontré que le IGF-IR régularise l'expression des métalloprotéinases matricielles (MMP) et ainsi joue un rôle important dans les métastases hépatiques. Les objectifs de mon projet étaient d'analyser le mécanisme de régulation des MMPs par IGF et d'examiner la diaphonie de signaux entre l'axe IGF et les médiateurs d'inflammations, en particulier TNF-α et NF-κB. Mes résultats démontrent ceci: A. Dans les cellules M27 transfectées avec le IGF-IR (M-27IGFIR) et qui ont acquis l' habileté de métastasier au foie mais on perdu leur potentiel de coloniser les poumons, l'expression transcriptionnelle de PKC-α était diminuée, résultant en une diminution de l'expression des MMPs qui sont régularisées par PKC-α: MMP-1, MMP-3 et MMP-13. La variation de profil de MMP de ces cellules pourrait expliquer le changement de site de métastases de ces cellules. B. Dans les cellules M-27IGFIR, mais pas dans les cellules sauvages M27, TNF-α peut induire la production de IL-6 et des signaux autocrines via la voie de transduction IL-6/gp-130/STAT3. De cette façon, les cellules peuvent évader les effets pro-apoptotiques de IL-6. Quand nous avons inhibé cette voie de signalisation en utilisant un siRNA et des anticorps, les cellules ont re-acquis leur habileté d'induire l'apoptose et leur habilité de métastasier a été réduit. Ces résultats démontrent que cette voie de signalisation est importante pour les métastases hépatiques des cellules M-27IGFIR. C. Dans les cellules avec une haute expression de IGF-IR, j'ai identifié un échange de signaux entre les voies de signalisation de IGF et TNF. Dans ces cellules, l'activation de NF-κB, suivant la stimulation avec TNF-α, a été accélérée d'une manière dépendante de la voie de signalisation PI3K/Akt. Ces résultats démontrent que IGF-IR augmente la signalisation de l'agent de transcription NF-κB et suggère que l'expression des cytokines, IL-6 en particulier, peut être régulée par l'activation de NF-κB. Conjointement, mes résultats identifient de nouveaux mécanismes, dont IGF-IR, jouant un rôle dans le microenvironment des tumeurs, dans la métastase et introduit des cibles pour la thérapie.

Background: Acute myocardial ischemia results in scar formation with ventricular dilatation and eventually heart failure. Placental growth factor (PlGF) is reported to stimulate angiogenesis and improve cardiac function. In this study, we hypothesized that intramyocardial injection of PlGF contained in nanoparticles can be released at the site of action for an extended time period as a sustained slow-release protective mechanism that accelerates myocardial recovery in a rat model of ischemic cardiomyopathy. Methods: The study was conducted on 35 Lewis rats. The rats were randomized into the following four groups: control group I (n=10) received empty chitosan-alginate nanoparticles; treatment group II (n=10) received PlGF, and treatment group III (n=10) received PlGF contained in chitosan–alginate nanoparticles; all of which had coronary ligation and injection of the material into the peri-infarcted area; and finally a sham operated group (n=5). Transthoracic echocardiography was performed for each rat as a baseline before the surgery, after ligation at 2 days, one week, 4 weeks, and at 8 weeks. Left ventricular fractional shortening (LVFS) and left ventricular ejection fraction (LVEF) were measured at these time intervals. ELISA was used to measure the serum level of TNF-α, IL-6 and IL-10 at 8 weeks. Hearts were stained with Masson's trichrome for scar area analysis. Results: At 8 weeks post coronary ligation, group I had LVEF of 27.6±7.5%, versus 47.1±2.6% in group II, and 56.6±3.7% in group III. Groups II and III had a statistically significant (P < 0.01) improvement in LVEF and LVFS compared to group I. The difference between groups II and III was also statistically significant (P < 0.01). The percentage of scarred left ventricle at mid-papillary cross-section was 32.7±4% in group I, versus 28.4±3% in group II, and 24.5±2.6% in Group III. The difference between group I versus group II, and group II versus III was statistically significant (P < 0.05). This effect was associated with a significant decrease in pro-inflammatory cytokines (TNF-α, IL-6) and an increase in the anti-inflammatory cytokine (IL-10) in group III as opposed to group II. Conclusion: The use of nanoparticles as a vehicle for PlGF delivery as opposed to the direct application of the growth factor post acute myocardial infarction resulted in a significant increase in LV function, a decrease in scar area formation, a decrease in pro-inflammatory cytokines (TNF-α, IL-6) and an increase in the anti-inflammatory cytokine (IL-10). Thus, nanoparticles can be used to provide a sustained slow-release protective mechanism of PlGF therapy enhancing the positive effects of the growth factor in the setting of myocardial ischemia. / Contexte: Les résultats de l'ischémie myocardique aiguë dans la formation de cicatrices avec dilatation ventriculaire et l'insuffisance cardiaque par la suite. Le facteur de croissance placentaire (PlGF) est signalé pour stimuler l'angiogenèse et améliorer la fonction cardiaque. Dans cette étude, nous avons émis l'hypothèse que l'injection intramyocardique de PlGF contenus dans des nanoparticules peuvent être libérés sur le site d'action pour une période prolongée en tant que mécanisme durable à libération lente de protection qui accélère la récupération du myocarde dans un modèle de rat de cardiomyopathie ischémique. Méthodes: L'étude a été menée sur 35 rats Lewis. Les rats ont été répartis au hasard en quatre groupes: le groupe de contrôle I (n=10) a reçu des nanoparticules de chitosan-alginate vides; le groupe de traitement II (n=10) a reçu le PlGF, et le groupe de traitement III (n=10) a reçu le PlGF contenu dans les nanoparticules de chitosan-alginate; qui avaient tous la ligature coronaire et l'injection de la matière dans la zone péri-infarctus, et enfin un groupe fictif utilisé (n=5). L'échocardiographie transthoracique a été réalisée pour chaque rat comme base de référence avant la chirurgie, après la ligature à 2 jours, une semaine, 4 semaines, et à 8 semaines. Le raccourcissement du ventricule gauche fractionné (FRVG) et la fraction d'éjection ventriculaire gauche (FEVG) ont été mesurés à ces intervalles de temps. ELISA a été utilisé pour mesurer le taux sérique de TNF-α, IL-6 et IL-10 à 8 semaines. Les cœurs ont été colorés au trichrome de Masson pour l'analyse de la surface de cicatrice. Résultats: 8 semaines après la ligature coronaire, le groupe I avait une FEVG de 27.6±7.5%, contre 47.1±2.6% dans le groupe II, et 56.6±3.7% dans le groupe III. Les groupes II et III ont montré une amélioration statistiquement significative (P < 0.01) de la FEVG et FRVG par rapport au groupe I. La différence entre les groupes II et III a également été statistiquement significative (P < 0.01). Le pourcentage du ventricule gauche marqué à la section mi-papillaire était 32.7±4% dans le groupe I, contre 28.4±3% dans le groupe II, et 24.5±2.6% dans le groupe III. La différence entre le groupe I par rapport au groupe II, et le groupe II versus III était statistiquement significative (P < 0.05). Cet effet a été associé à une diminution significative des cytokines pro-inflammatoires (TNF-α, IL-6) et une augmentation de la cytokine anti-inflammatoire (IL-10) dans le groupe III par opposition au groupe II. Conclusion: L'utilisation de nanoparticules en tant que véhicule pour la livraison du PlGF par opposition à l'application directe du facteur de croissance post-infarctus aigu du myocarde a entraîné une augmentation significative de la fonction ventriculaire gauche, une diminution de la zone de cicatrice, une diminution des cytokines pro-inflammatoires (TNF-α, IL-6) et une augmentation de la cytokine anti-inflammatoires (IL-10). Ainsi, les nanoparticules peuvent être utilisées pour fournir un mécanisme de protection soutenu à libération lente de la thérapie PlGF, renforçant les effets positifs du facteur de croissance dans le cadre de l'ischémie myocardique.

The DICER1 gene, which codes for a protein of the same name, is vital to the production of microRNA. As small ~20nt fragments of RNA, microRNAs alter gene expression post-transcriptionally by directly binding to mRNA and affecting translation. Current estimates suggest that expression of 30-70% of all protein-coding genes is modified by microRNA activity.Germline DICER1 mutations have recently been associated with cases of pleuropulmonary blastoma, a childhood lung tumor. We have discovered germline DICER1 mutations to be associated with other diseases by identifying mutations in nearly 60 individuals within 15 different families and across 7 different disease phenotypes. These include cases of pleuropulmonary blastoma, cystic nephroma - a benign kidney tumor, and Wilms tumor - the malignant version of cystic nephroma. Furthermore, we have identified DICER1 mutations in several families with Sertoli-Leydig cell tumor (SLCT) - a rare, androgen producing cancer of the ovaries, and multinodular goiter (MNG) - a relatively common thyroid hyperplasia. We have demonstrated that DICER1 is the genetic link between SLCT and MNG first hypothesized in 1974 by Fraumeni and colleagues. Also, we have identified DICER1 to be the gene of the MNG1 locus at 14q32, which was first pinpointed to this region in 1997 and identified in several MNG families. We further expanded the disease phenotype associated with DICER1 mutation to include cervical embryonal rhabdomyosarcoma.While DICER1 is a postulated to be a human tumor suppressor gene, we found no evidence of loss of heterozygosity in tumor DNA, a finding supported by recent evidence that DICER1 is a tumor suppressor with unique characteristics. Profiling of miRNA in affected cells showed significant differences in expression of miRNAs compared to controls. We demonstrate that DICER1 mutations are associated with diseases other than pleuropulmonary blastoma, an unsurprising revelation when the far-reaching implications of microRNA production are considered. These developments may be utilized in future therapeutic endeavors and for screening of families which present with a similar array of disease. / Le gène DICER1, qui code pour la protéine du même nom, est essentiel pour la production de microARNs. Ceux-ci étant aussi courts que 20 nucléotides, modifient l'expression des gènes ciblés en phase de posttranscription en se liant directement aux mARNs et en conséquences affectant leur translation. Présentement, on estime que l'expression de 30 à 70% de tous les gènes qui codent pour une protéine sont modifiés par des microARNs. Récemment, 60 à 70% de tous les cas de blastomes pleuropulmonaires, tumeurs pulmonaires infantiles, ont été associés à des mutations germinales de DICER1. Nous avons découvert que des mutations germinales de DICER1 sont impliquées dans un tableau de maladies en identifiant des mutations dans 60 personnes provenant de 15 familles différentes, ayant 7 phénotypes de maladies différents. Ceux-ci incluent des cas de blastomes pleuropulmonaires, de néphromes kystiques – des tumeurs rénales bénignes, et des tumeurs de Wilms – une forme maligne de la néphrome kystique. Par ailleurs, nous avons identifié des mutations de DICER1 dans plusieurs familles affectées par des tumeurs de cellules Sertoli-Leydig (TCSL) – un cancer rare de l'ovaire produisant de l'androgen, et la goitre multinodulaire (GMN) - une hyperplasie relativement fréquente de la thyroïde. Nous avons demontré que DICER1 est le lien entre TCSL et GMN ce qui a été suggéré en 1974 par Fraumeni et ses collegues. Nous avons également identifié que le gène MNG1 au locus 14q32 est DICER1. Cette région était découverte en 1997 dans plusieurs familles avec GMN. Nous avons élargi le phénotype des maladies associées avec DICER1, et ajouté le rhabdomyosarcome embryonnaire cervical à la liste. Quoique DICER1 est un gène suppresseur de tumeur, nous n'avons pas trouvé une preuve de la perte d'hétérozygotie dans l'ADN des tumeurs testées. Ceci est validé par des preuves récentes que DICER1 est un gène suppresseur de tumeur à caractère unique. L'expression des microARNs dans les cellules cancéreuses était significativement différente de celui observée dans les cellules normales. Nous avons démontré que les mutations de DICER1 sont associées à des maladies variées, une découverte pas très surprenante considérant son rôle de grande envergure dans la production de microARNs. Ces développements peuvent être utilisés dans de futurs efforts thérapeutiques et pour le dépistage des familles avec des maladies semblables.

Medulloblastoma (MB) represents approximately 1% of adult brain tumours, and as such is a poorly studied disease. It exhibits different clinical manifestations and outcome in adults, yet it is still treated as per pediatric protocols. Recently, gene expression profiling studies suggested the existence of at least 4 molecular subtypes in pediatric MB, characterized by distinct genetic profiles, activation of oncogenic pathways and varied clinical outcomes. This has refined our ability to classify MB, select tumors for targeted therapy and is leading the way to individualized medicine. It is unknown whether adult MB has its unique molecular signature and whether biologic differences underlie the clinical discrepancies observed in the adult population. We hypothesized that MB displays age-related biological differences and to further characterize these differences; we studied the gene expression profiles of a cohort of adult MB and compared them to a pediatric MB dataset. We found a preponderance of SHH pathway activation amongst adult MB tumours (26/31, 84%). This is in support with evolving data that have identified SHH signature in 75% of adult MB. In view of reports on the good clinical response observed with the use of selective SHH inhibitors in SHH driven MB, our results suggest that the adjuvant use of these agents may improve outcomes in adult MB and should be investigated within a prospective trial. Sonic hedgehog active adult MB represent a homogenous tumor population, which exhibits differences in molecular profiles compared to pediatric SHH driven MB. The later potentially explains the variable outcome between adults and infants with SHH MB, and outlines potential targets of MB tumorigenesis in adults. This thesis offers new insights into age based molecular differences in MB and highlights adult patients as potential targets for selective therapy targeting the SHH pathway. / Le médulloblastome (MB) représente environ 1% des tumeurs du cerveau adulte, et en tant que telle est une maladie peu étudiée. Il présente différentes manifestations cliniques et differents résultats chez les adultes, mais il est encore traité selon les protocoles pédiatriques. Récemment, des études d'expression de profil génétique suggére l'existence d'au moins 4 sous-types moléculaires pour le MB pédiatriques, caractérisées par des profils génétiques distincts, par l'activation des voies de signallisation oncogéniques et par des résultats cliniques variées. Cela a amélioré notre capacité de classifier le MB, a mieux sélectionné les tumeurs pour le traitement ciblé et ouvre la voie à une médecine individualisée. On ignore si le MB adulte possede une signature moléculaire unique et si ce sont des différences biologiques qui expliquent les différences cliniques observées dans la population adulte. Nous proposons que le MB possede des différences biologiques qui varie en fonction de l'âge et afin de mieux caractériser ces différences, nous avons étudié les profils d'expression génetique d'une cohorte de MB adultes et les ont comparés à une base de données de MB pédiatrique. Nous avons trouvé une prépondérance d'activation de la voie SHH parmi les tumeurs de MB adulte (26/31, 84%). Ceci supporte les données qui ont identifié la signature SHH dans 75% des MB adultes. Compte tenu des rapports sur la bonne réponse clinique observée avec l'utilisation d'inhibiteurs sélectifs de Shh dans le MB à SHH, nos résultats suggèrent que l'utilisation adjuvante de ces agents peut améliorer les résultats pour le MB adulte et devrait être étudiée dans une étude prospective. Le MB adulte avec Sonic hedgehog actif représente une population homogène de tumeur, et présente des différences dans les profils moléculaires par rapport au MB pédiatriques à SHH. Cela pourrait expliquer les résultat variable entre adultes et enfants avec le MB à SHH, et décrit des cibles potentielles de la tumorogenèse du MB chez les adultes. Cette thèse propose de nouveaux aperçus sur l'effet de l'âge sur les différences moléculaires pour le MB et met en évidence que les patients adultes representent des cibles potentielles pour la thérapie de ciblage sélectif de la voie SHH.

The reversible process of protein phosphosphorylation by kinases and phosphatases regulates essentially every aspect of cellular processes. PRLs (Phospshatase of Regenerating Liver) are dual specificity phosphatases, belonging to the protein tyrosine phosphatase family. PRL family members (PRL-1, PRL-2 and PRL-3) possess several oncogenic properties and play an important role in tumoriogenesis and metastasis. In previous studies using multiple cellular and in vivo models, we confirmed the role of PRL-2 in cell migration and in the transformation process of breast cancer. Thus, we seek to identify the cellular pathway, mechanism of actions, and the physiological function of PRL-2. One of the most common approaches to elucidating the function of a protein is by identifying its substrates and/or interacting partners. In this study, we have identified several interesting PRL-2 interacting proteins using Affinity-Purification Mass Spectrometry (AP-MS) and we characterized the interaction with one of these candidates: cyclin M3 (CNNM3). We also generated a PRL-2 KO mouse models: these PRL2-KO mouse showed significant weight loss, suggesting PRL-2 might play an essential physiological role. We believe that the identification of PRL-2 interacting partners will shed light on the physiological functions of this PTP, and may lead to the development of new targets for breast cancer therapy. / L'état de phosphorylation des protéines dans la cellule est essentiellement régulé par les kinases et les phosphatases de façon réversible. Les PRLs (Phosphatases of Regenerating Liver) sont des phosphatases à double spécificité appartenant à la famille des protéines tyrosine phosphatase. La surexpression des membres de la famille PRL (PRL-1, PRL-2 et PRL-3) est observée dans une grande variété de cancers. Ceux-ci possèdent de nombreuses propriétés oncogéniques et jouent un rôle important au niveau de la génération des tumeurs ainsi que leur dissémination métastasique. PRL-2 est la moins caractérisée de la famille PRLs. Nos études effectuées à partir de différentes lignées cellulaires ainsi que modèles in vivo ont démontrées le rôle de PRL-2 dans la migration cellulaire et le développement de tumeurs du sein. Mes recherches portent sur l'identification des voies de signalisation cellulaire modulées par PRL2 ainsi que son mécanisme d'action et son rôle physiologique. L'approche la plus commune pour comprendre la fonction d'une protéine est d'identifier ses substrats ou partenaire d'interaction. Dans cette étude, nous avons identifié plusieurs protéines interagissant avec PRL-2 in vivo par spectrométrie de masse (MS) et nous avons caractérisé son interaction avec l'un des candidats de MS : CNNM3. Nous avons aussi généré un modèle de souris knock-out (KO) de PRL-2. La souris KO manifeste une perte importante de poids suggérant un rôle physiologique important de PRL-2. Nous sommes persuadés que l'identification des substrats physiologiques de PRL2 permettra de mieux comprendre cette PTP et ainsi assurer le développement de nouvelles cibles afin de fournir un meilleur traitement contre le cancer du sein.

I-To compare aneurysm diameter measurements, and the detection of endoleaks in patients post endoluminal aortic aneurysm repair by colour duplex ultrasonography as compared to contrast enhanced CT scan as the gold standard. 2-To evaluate whether contrast enhanced ultrasound (levovist) improves the accuracy of colour duplex ultrasound for the detection of endoleaks as compared to CT.

The harvesting of a local bone graft from the lumber vertebral body adjacent to an anterior interbody fusion was suggested, to avoid secondary morbidity associated with iliac bone harvest. Instrumentation using a cannulated core drill was developed and assessed in an anatomic safety study. The biomechanical implications of plug removal were assessed in single vertebra and multisegment models. Plug removal using the tools developed was considered safe. The removal of a cylinder bone plug from the vertebral body affected flexion/compression load significantly. The yield strength of the vertebra could be restored effectively using the filler materials studied.

Regular use of the emergency department is associated with a patient's inability to identify a regular primary care physician. Continuity of the physician-patient relationship is largely determined by patient satisfaction, which in turn is influenced by the physician's communication and interpersonal skills. The objective of this study was to estimate the relationship between the communication competency of newly licensed family physicians and the ambulatory health care utilization behaviour of their regular emergency department users. It was hypothesized that physicians with higher levels of competency in patient communication would be the providers of a greater proportion of their patients' ambulatory care than physicians with poorer communication abilities. Consequently, these patients would rely on the emergency department for a smaller proportion of their ambulatory care than patients of physicians with lower levels of communication competency. / In total, 474 newly licensed family physicians and 42 113 regular ED user patients were included in the study population. Analysis was conducted at the level of the physician and patients were attributed to the practice populations of the first study physician they saw. (Abstract shortened by UMI.)

Transplantation of the small intestine is technically feasible, and the only potentially curative method for patients with short gut syndrome. However this procedure is still infrequent, partially because there is still no reliable method to preserve the small bowel (SB) for a reasonable period of time between removal from the donor and transplantation. In search of a suitable medium for SB preservation, we evaluated different solutions which have been successfully used for preservation of other human organs (Eurocollins (EC), University of Wisconsin (UW) and lactated Ringer's (LR)) and tried to improve their effectiveness by adding superoxide dismutase and catalase or verapamil. The adequacy of preservation was assessed by evaluating the physiological properties of the intestine in vitro, using either the rat syngeneic model of intestinal transplantation, or human intestine obtained from organ donors. / LR is a simple, inexpensive and universally available solution, and when supplemented with verapamil, it was as effective as the more complex EC and UW as a protectant against ischemic damage during cold storage of rat ileum. Studies on human intestine validated the rat as an experimental model since the relative effectiveness of the different solutions was similar, however, the human bowel appeared more vulnerable to ischemic and mechanical damage. The results indicate that creation of an effective preservation solution for the small intestine should be possible through appropriate modification of currently available preparations.

Biomedicine evolved from art to science. Based on the science, biomedicine built its culture. The scientific biomedical culture cannot cope with individual needs expressed during a consultation. The doctor-patient relationship, more than a simple encounter where biomedicine can flex its muscles against a disease, is the expected moment where the patient's illness will be alleviated. The scientific construct "disease" has no correlation with the social construct "illness". Doctor and patient are, therefore, not in opposing fields but in different universes. It is time for a paradigm shift.