Nous avons observé dans une cohorte de 259 patients atteints d’hypercholestérolémie familiale (HF) hétérozygote et de 208 témoins normolipidémiques que le type de mutation causant l’HF était associé à des changements significatifs dans la taille de la principale sous-population de particules LDL. Les patients porteurs d’une mutation récepteur-négatif présentaient un profil lipidique plus défavorable que les patients porteurs d’une mutation récepteur-défectif et que les témoins. Dans la même cohorte, nous avons associé l’HF avec la présence de plus petites particules HDL, qui sont plus rapidement éliminées de la circulation et qui ne peuvent alors plus assurer correctement leur rôle dans le transport inverse du cholestérol. Finalement, nous avons associé l’HF avec des niveaux élevés de résidus de chylomicrons. Les résidus de chylomicrons participent au développement de l’athérosclérose, tout comme les LDL. De plus, ces résultats soulignent le rôle du récepteur des LDL dans la clairance de ces résidus de la circulation chez l’humain. Dans un second volet, nous avons examiné le métabolisme de l’apoprotéine (apo) B-48 dans le diabète de type 2 (DM2). Nous avons observé que les patients atteints de DM2 présentaient des niveaux élevés d’apoB-48 en circulation, dus à une production intestinale élevée et à un catabolisme ralenti. Nous avons par la suite examiné l’effet d’un traitement au fénofibrate ou à l’atorvastatine sur la cinétique de l’apoB-100 et de l’apoB-48 et sur l’inflammation, le stress oxydatif et l’adhésion monocytaire dans le DM2. L’atorvastatine et le fénofibrate ont été également efficaces pour réduire les triglycérides plasmatiques. L’atorvastatine a principalement augmenté le catabolisme des VLDL et des IDL en augmentant le catabolisme via les récepteurs cellulaires, alors que le fénofibrate a principalement augmenté le catabolisme des VLDL, des IDL et des chylomicrons en augmentant la lipolyse. L’atorvastatine a réduit les niveaux d’apoB-48 en diminuant la production intestinale. L’atorvastatine a été efficace pour réduire l’inflammation, le stress oxydatif et l’adhésion monocytaire dans le DM2, alors que le fénofibrate n’a été efficace que pour réduire un seul marqueur d’adhésion monocytaire. Par contre, le fénofibrate a été associé à une augmentation de cholestérol-LDL et de la phospholipase A2-IIA. / We observed in a group of 259 patients with heterozygous familial hypercholesterolemia (FH) and 208 normolipidemic controls that the type of mutation causing FH was associated with changes in the LDL peak particle diameter. Patients carrying a negative-receptor mutation displayed a more deteriorated profile than patients carrying a defective-receptor mutation and than controls. In the same group, we observed that FH was associated to smaller HDL particles, which are more rapidly cleared from circulation and can no longer correctly participate to the reverse cholesterol transport pathway. Finally, we observed that FH is associated to increased fasting levels of chylomicron remnants, which participate to atherosclerosis development, in the same way as LDL do. Moreover, these results underline the role of the LDL receptor in these remnants catabolism. In the second part of the work presented, we examined the metabolism of apoprotein (apo) B-48 in type 2 diabetes mellitus (DM2). We observed that patients with DM2 had increased apoB-48 levels, due to marked increased intestinal production and decreased catabolism. We also observed the effects of a treatment with fenofibrate or atorvastatine on apoB-48 and apoB-100 kinetics and on inflammation, oxidative stress and monocytes adhesion in DM2. Atorvastatin and fenofibrate were equally effective to lower plasma triglyceride levels. Atorvastatin increased VLDL and IDL catabolism by increasing receptor-mediated catabolism while fenofibrate increased VLDL, IDL and chylomicrons catabolism by increasing lipolysis. Atorvastatin decreased apoB-48 levels by decreasing production. Atorvastatin was potent to reduce inflammation, oxidative stress and monocyte adhesion while fenofibrate was potent to reduce only one monocytes adhesion marker. However, fenofibrate increased LDL-C and phospholipase A2-IIA levels.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2018 / L’hypercholestérolémie familiale (HF), causée par une mutation dans le gène du récepteur LDL (RLDL), constitue une des dyslipoprotéinémies primaires les plus fréquentes dans le monde et au Québec. La principale manifestation de cette maladie consiste en des concentrations accrues de cholestérol-LDL (C-LDL). Du côté des dyslipoprotéinémies secondaires, la dyslipoprotéinémie associée à la résistance à l’insuline (RI), caractérisée, entre autres, par une hyperlipidémie postprandiale, est l’une des plus fréquentes. Ces deux anomalies lipidiques induisent le développement de l’athérosclérose et de maladies cardiovasculaires. L’objectif général des travaux présentés dans cette thèse était d’étudier les mécanismes physiopathologiques influençant la sévérité phénotypique des dyslipoprotéinémies associées à l’HF et à la RI ainsi que les effets d’approches cliniques diverses dans la prise en charge de ces maladies lipidiques. Au niveau de la dyslipoprotéinémie associée à l’HF, l’association entre les concentrations plasmatiques de la proprotéine convertase subtilisine/kexine de type 9 (PCSK9) et la sévérité phénotypique de cette dyslipoprotéinémie, telle que mesurée par les concentrations de C-LDL, Lp(a) et d’apolipoprotéine (apo) B (totale et B-48), a d’abord été étudiée. Chez des patients avec une HF hétérozygote, des associations positives entre les concentrations plasmatiques de PCSK9, de CLDL, de Lp(a) et d’apo B totale, mais pas d’apo B-48, ont été observées, et ce, indépendamment du génotype du R-LDL. Par la suite, les mécanismes cardioprotecteurs et les déterminants de l’efficacité de l’aphérèse des lipoprotéines (AL) ont été étudiés dans le traitement de l’HF homozygote. L’AL consiste à délipider le plasma à l’aide d’un système extracorporel. Il a été documenté que l’AL n’a qu’un impact limité sur l’expression sanguine des gènes impliqués dans la santé cardiovasculaire. L’impact différentiel de deux systèmes d’AL sur les concentrations plasmatiques de lipoprotéines contenant l’apo B et autres molécules associées à la santé cardiovasculaire (p.ex. protéines inflammatoires et d’adhésion cellulaire) a aussi été décrit. Enfin, les associations entre les concentrations de triglycérides plasmatiques pré-AL, le génotype du R-LDL et l’efficacité de cette thérapie ont été documentées pour la première fois. Ces nouvelles évidences supportent des traitements d’AL plus intensifs chez les patients avec HF homozygote porteurs de mutations nulles dans le R-LDL et/ou présentant une hypertriglycéridémie. Au niveau de la dyslipoprotéinémie associée à la RI, l’objectif était d’abord de caractériser les altérations dans le métabolisme des lipoprotéines riches en triglycérides (LRTs) d’origine intestinale associées à cette condition. Il a été démontré que les concentrations plasmatiques d’insuline et de glucose sont différemment associées à l’expression intestinale des gènes clés impliqués dans la synthèse de ces lipoprotéines ainsi qu’au taux de sécrétion de ces mêmes lipoprotéines. Les concentrations de protéine C-réactive et de PCSK9 ont aussi été associées au taux de sécrétion de LRTs avec apo B-48 chez des hommes RI. Ces données suggèrent que le métabolisme des LRTs intestinales est altéré par la progression de la RI et/ou le développement de l’insuffisance insulinémique, l’inflammation et la PCSK9. L’impact de l’inhibition de l’absorption intestinale du cholestérol avec l’ezetimibe a ensuite été étudié afin de mieux comprendre les mécanismes hypocholestérolémiants de ce médicament en présence de RI. Il a été démontré que l’ezetimibe augmente l’expression du gène R-LDL, supportant le concept où l’augmentation de la clairance des LDLs induite par l’ezetimibe ne se produit pas qu’au foie, mais aussi à l’intestin. L’impact de deux approches nutritionnelles cliniques différentes sur le métabolisme postprandial des lipoprotéines a finalement été étudié. D’abord, il a été démontré que la substitution des acides gras saturés par des acides gras polyinsaturés oméga-6 ne modifie pas la cinétique postprandiale des LRTs apo B-48, bien qu’elle diminue la concentration plasmatique de LDLs hépatiques chez des hommes avec une RI. Enfin, il a été démontré que la matrice fromagère module l’impact du gras laitier sur la lipémie postprandiale. Une matrice fromagère ferme induit une réponse lipidique postprandiale plus lente qu’une matrice fromagère crémeuse, et ce, indépendamment de la quantité de gras consommé. À l’aide d’une approche translationnelle, de la physiopathologie à l’approche clinique, ce projet de doctorat a permis de développer de nouvelles connaissances sur les dyslipoprotéinémies associées à l’HF et à la RI. Ces travaux permettront de mieux comprendre l’effet de différentes approches médicamenteuses et nutritionnelles dans la prise en charge de ces anomalies lipidiques. / Familial hypercholesterolemia (FH), caused by mutation in the LDL-receptor (LDLR) gene, is amongst the most frequent primary dyslipoproteinemias worldwide. Extreme plasma concentrations of LDLcholesterol (LDL-C) is the main clinical feature of this disorder. The dyslipoproteinemia associated with insulin resistance (IR) is amongst the most frequent secondary dyslipidemias and is mainly characterized by postprandial hyperlipidemia. These two dyslipoproteinemias play major role in the pathogenesis of atherosclerosis and cardiovascular diseases. The general objective of this thesis was to study physiopathological mecanisms modulating phenotypic severity of dyslipoproteinemias associated with FH and IR as well as the impact of different clinical approaches in the management of these lipid disorders. With regard to the dyslipoproteinemia associated with FH, the association between plasma levels of proprotein convertase subtilisin/kexin type 9 (PCSK9) and the phenotypic severity of this dyslipoproteinemia, as evidenced by plasma levels of LDL-C, Lp(a), apo B (total and B-48), was evaluated. In patients with heterozygous FH, positive associations among plasma levels of PCSK9, LDL-C, Lp(a) and total apo B, but not apo B-48, were observed, independent of LDLR genotype. Next, cardioprotective mechanisms and determinants of the efficacy of lipoprotein apheresis (LA) were studied. LA is the gold-standard therapy for homozygous FH as it allows to delipidate plasma using extracorporeal system. Our work demonstrated that LA has only a limited impact on the whole blood expression of genes involved in lipid metabolism and cardiovascular health. We also described the differential impact of two different LA systems on plasma levels of apo B-containing lipoproteins and other molecules involved in cardiovascular health (e.g. inflammatory and adhesion markers). Finally, associations between pre-LA plasma TG levels, the LDLR genotype and LA efficacy was investigated for the first time in homozygous FH (HoFH) patients. These analyses suggest that receptor-negative and/or hypertriglyceridemic HoFH patients may benefit from more frequent LA to reduce their exposure to apoB-containing lipoproteins in comparison with receptor-defective HoFH patients. Regarding the dyslipoproteinemia associated with IR, our first objective was to characterize alterations in intestinal TG-rich lipoprotein (TRL) metabolism associated with this condition. We demonstrated that plasma levels of insulin and glucose are differentially associated with the intestinal expression of key genes involved in TRL synthesis and with the production rate of these lipoproteins. Plasma concentrations of C-reactive protein and PCSK9 were also found to be associated with the apoB-48-containing TRL production rate in IR men. These data suggest that intestinal TRL metabolism is altered by the progression of IR and/or the onset of insulin insufficiency, inflammation and PCSK9. The impact of inhibiting the intestinal cholesterol absorption with ezetimibe was subsequently investigated in order to gain further insight into lipid-lowering mechanisms of this drug in IR state. We demonstrated that ezetimibe increases the intestinal expression of the LDLR gene, supporting the concept that increased clearance of LDLs with ezetimibe occurs not only in the liver, but also in the intestine. The impact of two different dietary interventions on postprandial lipoprotein metabolism was finally studied. We first demonstrated that the substitution of omega-6 polyunsaturated fatty acids for saturated fatty acids has no impact on TRL apo-48 kinetics, but decreases the production rate and the pool size of LDLs apoB-100. We also demonstrated that the cheese matrix modulates the impact of dairy fat on postprandial lipemia. Indeed, firm cheese matrix attenuates postprandial lipid response in comparison with soft cheese matrix, independent of cheese milk-fat content. Using a translational approach, from physiopathology to clinical approach, this thesis allowed to develop new knowledge on dyslipoproteinemias associated with FH and IR. These data will allow us to have a more comprehensive understanding of the impact of different clinical approaches, from diet to drugs, in the management of these lipid disorders.

Les travaux de maîtrise présentés dans ce mémoire ont permis d’évaluer les propriétés électrophorétiques des particules LDL chez des patients atteints d’hypercholestérolémie familiale hétérozygote et d’identifier certains facteurs impliqués dans les différences observées entre ces patients et des sujets contrôles. L’étude des propriétés électrophorétiques des LDL a permis de déterminer que la principale sous-population de particules LDL était plus petite chez ces patients que chez les sujets contrôles. De plus, nos résultats ont montré que plusieurs facteurs sont impliqués dans l’hétérogénéité des particules LDL, certains d’entre eux étant liés au fait d’être atteint d’hypercholestérolémie familiale, comme la concentration plasmatique de CETP. Ces travaux de maîtrise suggèrent donc qu’une augmentation de la concentration plasmatique de CETP dans l’hypercholestérolémie familiale contribue à l’hétérogénéité des particules LDL chez ces patients et au développement d’un profil lipoprotéinémique athérogène. / The main objective of this study was to examine the relationship between CETP and LDL particle heterogeneity in heterozygous familial hypercholesterolemia. The results of this study suggest that the LDL peak particle diameter was smaller in familial hypercholesterolemia than in controls. Furthermore, the results suggest that several factors are implicated in the LDL particle heterogeneity and that some of them are associated with familial hypercholesterolemia, such as the plasma CETP concentration. This study suggest that increased plasma CETP concentration could lead to significant LDL particle remodeling in familial hypercholesterolemia and could contribute to the pathogenesis of atherosclerosis in these patients.

In its current form, familial hypercholesterolemia (FH) is due to the presence at the heterozygous state of a mutant allele of the LDL receptor gene or of the APO gene. The patients with heterozygous familial hypercholesterolemia (HeFH) can only remove their LDL particles from the blood at about half the normal rate, leading to an approximate doubling of LDL-cholesterol (LDL-C) level, starting at birth and accumulating in many tissue resulting to tendon xanthomas, corneal arcus and early atherosclerosis (coronary heart diseases (CHD) occur typically at 35-55 years among men and at 55-75 years among women). In the early's 1990's, our interest in the field was stimulated by the fact that despite the impressive progress in the understanding of the pathophysiology and treatment of FH and a preferential r! egimen of reimbursement for statins in Belgium, many affected individuals were not diagnosed and adequately treated. In 1995, we initiated a project aimed to obtain objective information on the situation of subjects carrying familial hypercholesterolemia (FH) in Belgium and to develop better means for identifying these subjects amongst the population. During the period 1995-2006, 1305 suspected FH patients originating from 682 families were examined for a DNA-based diagnosis in our laboratory and amongst these, 544 patients (271 families) were confirmed to have FH. Seventy three mutations in the LDLR as well as the unique mutation in APOB (R3500Q) explained their FH, but amongst them, five mutations explained about 38% of FH in Wallonia and 4 mutations explained 29% of FH in Flanders. Such establishment of the spectrum of FH causing mutations and particularly, of the specific mutational spectrum by region can greatly contribute to facilitate the diagnosis of FH in the near future. In our region, we found that FH frequency is likely to be higher than the theoretical prevalence reported in most European countries (1/500). That means that, in Belgium, each GP should know at least 1 FH patient. There are several reasons that advocated for the need to precisely diagnose FH. One of which was clearly demonstrated by two of our studies: in the category of patients with very elevated cholesterol levels (VHC) and family history of early CVD (FHEC), FH patients have always more severe atherosclerosis than age-, sex-, cholesterol- and family history-matched non-FH-individuals, suggesting that the FH status is by itself a strong and independent risk factor. In this category of VHC and FHEC patients, we even found a “paradox of FH” in the fact that they have greater atherosclerosis despite relatively lower risk as predicted by the Framingham equation. Genetic test may also enhance the awareness of a greater risk than expected on the basis of other risk factors. One of the main interests of genetic tests is of course to facilitate the screening in FH family. We also developed some specific criteria in term of cholesterol levels, family history of early CHD and tendon thickening to facilitate the diagnosis of FH in Belgium. These criteria could be used to select patients susceptible to be confirmed by more expensive genetic tests. As shown by our experience in our lipid clinics, the current available lipid-lowering drugs can correct LDL-C to target in about 49% of the very high risk class of FH patients (including more than 80% FH patients of our co! hort), a real success compared to the early 1990's. In 2001, our work has contributed to the change of the reimbursement rules of statins in patients suspected of FH. Even if these new rules are not yet perfect, its positive point was that many more FH patients can now benefit of the special reimbursement compared to the situation before 2003. In conclusion, this works have illustrated many aspects regarding the existence, the frequency, the diagnostic problems and the clinical management of FH. Specially, our study suggest that FH remains underdiagnosed in despite of the fact that it is severe, can be diagnosed and effectively treated. For this reason, this work is not to be considered as a final point but rather as a “well fixed starting block” ready to support the beginning of more actions to improve the management of these FH patients at the higher level of public health.

L'utilisation des statines est associée à différents effets secondaires, notamment les symptômes musculaires associés aux statines (SAMS). Ces derniers se manifestent, entre autres, par de l'inconfort, des douleurs et des crampes. Il a été montré qu'une myalgie pouvait affecter 5 à 10% des utilisateurs de statines. Ces symptômes constituent une problématique pour la prise en charge des patients symptomatiques, car il est difficile d'associer leurs plaintes sans équivoque à l'utilisation du médicament, malgré l'existence de certains outils proposés comme potentiellement utiles comme l'index clinique des SAMS (SAMS-CI). L'absence de marqueurs objectifs et la variété des manifestations cliniques possibles de ces plaintes limitent la compréhension actuelle de leurs impacts objectifs et subjectifs sur la vie quotidienne des patients symptomatiques. Or, afin de maintenir l'adhérence des patients symptomatiques, une meilleure compréhension de ces effets est nécessaire. De plus, certaines données issues d'études observationnelles suggèrent qu'une supplémentation en vitamine D permettrait de diminuer les SAMS. Les deux objectifs principaux de cette thèse par articles sont donc 1) d'évaluer les effets des SAMS sur la qualité de vie (Qv) (chapitre 1), la fonction musculaire (chapitre 2), ainsi que sur la qualité de sommeil (chapitre 3) ; 2) d'évaluer les effets d'une supplémentation en vitamine D sur ces mêmes paramètres dans le cadre d'un essai randomisé contrôlé (chapitre 4). Dans les chapitres 1, 2 et 3, les paramètres d'intérêt ont été évalués avant et après un sevrage de 2 mois de statines au sein de cohortes incluant des hommes et des femmes en prévention primaire cardiovasculaire autorapportant ou non des SAMS. La Qv a été évaluée grâce au questionnaire court (36-items) d'étude de la santé (SF-36) (chapitre 1). La fonction musculaire a été évaluée via la force de préhension de chacune des deux mains (Fo$\scriptstyle{\mathsf{HG}}$), de la force (Fo), la puissance (P) et l'endurance (E) de la jambe dominante en extension ($\scriptstyle{\mathsf{EXT}}$) et en flexion ($\scriptstyle{\mathsf{FLE}}$) mesurées grâce à des dynamomètres, ainsi que l'intensité perçue des SAMS grâce à une échelle visuelle analogue (EVA) allant de 0 à 10 (chapitre 2). Le sommeil a été évalué objectivement par actigraphie et subjectivement grâce à l'index du questionnaire de sommeil de Pittsburgh (PSQI) (chapitre 3). La somnolence diurne a été évaluée avec l'échelle de somnolence d'Epworth (ESS) (chapitre 3). Dans le chapitre 4, après 2 mois d'arrêt des statines, des hommes et des femmes en prévention primaire cardiovasculaire autorapportant ou non des SAMS ont été randomisés pour recevoir une supplémentation (vitamine D ou placebo). Après 1 mois de supplémentation seule, les statines ont alors été réintroduites et la supplémentation maintenue durant 2 mois. Les mesures détaillées dans les chapitres 1 et 2 ont été réalisées avant et après la réintroduction des statines. Nos résultats montrent que les SAMS peuvent influencer négativement les activités de la vie quotidienne des patients symptomatiques. Des améliorations de la fonction musculaire (E$\scriptstyle{\mathsf{EXT}}$ +9,67%, E$\scriptstyle{\mathsf{FLE}}$ +13,8%, Fo$\scriptstyle{\mathsf{FLE}}$ +8,84%, P$\scriptstyle{\mathsf{EXT}}$ +10,9%, P$\scriptstyle{\mathsf{FLE}}$ +16,5, Fo$\scriptstyle{\mathsf{HG}}$ gauche +6,37%, Fo$\scriptstyle{\mathsf{HG}}$ droite +3,67% et EVA -3,24), et des scores des composantes physique et mentale de la Qv évalués par le SF-36 (+12,5% et +5,1%, respectivement) sont apparues uniquement chez le groupe SAMS après le sevrage des statines. L'arrêt des statines a également été associé à des effets positifs non seulement sur la somnolence diurne (ESS, de "modérément excessive" à "légèrement excessive", -3,30) et la qualité du sommeil autodéclarée (PSQI, -1,34), mais aussi sur les paramètres du sommeil mesurés par actigraphie tels que l'efficience du sommeil (+3,78%), le temps d'éveil après le début du sommeil (-15,6%) et nombre de réveils après le début du sommeil (-13,7%). Cependant, probablement en raison d'un important effet confondant nocébo chez cette population, ce constat n'est pas attribuable à tous les patients autorapportant des SAMS. De plus, aucun effet différencié selon l'origine des plaintes musculaires, c'est-à-dire selon les catégories du questionnaire SAMS-CI, n'a été observé, ce qui ne permet pas d'étayer et de valider l'utilisation de cet outil à l'heure actuelle. De plus, chez cette population, l'utilisation d'une supplémentation en vitamine D (30000 UI/semaine) ne semble pas une stratégie adéquate afin d'alléger leurs symptômes (chapitre 4). Nos données ne montrent ainsi aucun effet bénéfique de ce type de supplémentation que ce soit sur l'intensité perçue des SAMS et la Qv, mais également sur les performances musculaires. / Statin use is associated with various side effects, including statin-associated muscle symptoms (SAMS). These can include pain, an increased sensitivity to palpation, aches, and cramps. Myalgia has been shown to affect 5-10% of statin users. The management of these symptoms is problematic as it is difficult to unequivocally associate them to drug use, an important nocebo effect having been shown. Despite certain tools proposed as potentially useful in clinical practice, such as the SAMS clinical index (SAMS-CI), the absence of objective markers and the variety of possible clinical manifestations of these muscular complaints impede a full understanding of their objective and subjective impacts in the everyday life of symptomatic patients. However, to maintain the adherence of these patients, a better understanding of these effects is needed. Interestingly, some data from observational studies suggest that vitamin D supplementation may reduce SAMS. The two main objectives of this thesis are therefore 1) to assess the effects of SAMS on health-related quality of life (HRQoL) (chapter 1), muscle function (chapter 2), and sleep quality (chapter 3); 2) to evaluate the effects of vitamin D supplementation on these same parameters in a randomized controlled trial (chapter 4). In chapters 1, 2 and 3, parameters of interest were assessed before and after a 2-month statin withdrawal in men and women in cardiovascular primary prevention self-reporting or not SAMS. HRQoL was assessed using the 36-Item Short Form Health Survey (SF-36) questionnaire (chapter 1). Muscle function was assessed by handgrip strength for both hands (Fo$\scriptstyle{\mathsf{HG}}$), by force (Fo), power (P) and endurance (E) of the dominant leg in extension ($\scriptstyle{\mathsf{EXT}}$) and flexion ($\scriptstyle{\mathsf{FLE}}$) using isokinetic dynamometers, and by perceived SAMS intensity using a 0 to 10 visual analog scale (VAS) (chapter 2). Finally, sleep was assessed objectively using actigraphy and subjectively using the Pittsburgh Sleep Questionnaire Index (PSQI) (chapter 3). Daytime sleepiness was also assessed using the Epworth Sleepiness Scale (ESS) (chapter 3). In chapter 4, after 2 months of statin withdrawal, men and women in primary cardiovascular prevention with or without self-reported SAMS were randomized to supplementation (vitamin D or placebo). After 1 month of supplementation alone, statins were then reintroduced, and supplementation maintained for two months. The measurements carried out in chapter 1 and 2 were also performed before and after statin reintroduction. Our results show that SAMS can have a negative impact on the activities of daily living of symptomatic patients. After statin withdrawal, improvements in muscle function (E$\scriptstyle{\mathsf{EXT}}$ +9,67%, E$\scriptstyle{\mathsf{FLE}}$ +13,8%, Fo$\scriptstyle{\mathsf{FLE}}$ +8,84%, P$\scriptstyle{\mathsf{EXT}}$ +10,9%, P$\scriptstyle{\mathsf{FLE}}$ +16,5, Fo$\scriptstyle{\mathsf{HG}}$ left +6.37%, Fo$\scriptstyle{\mathsf{HG}}$ right +3.67% and EVA -3.24) and SF-36 physical and mental component scores (+12.5% and +5.1%, respectively) occurred only in patients reporting SAMS. Two months of statin discontinuation was also associated with positive effects not only on daytime sleepiness (ESS, from "moderately excessive" to "slightly excessive" -3.30) and self-reported sleep quality (PSQI, -1.34), but also on objective sleep parameters measured by actigraphy such as sleep efficiency (+3.78%), time of wake after sleep onset (-15.6%) and number of awakenings after sleep onset (-13.7%). However, probably due to a significant nocebo confounding effect in this population, this finding is not observable in all self-reporting SAMS patients. Furthermore, there was no differentiated effect according to the likelihood of muscular complaints originating from drug use, i.e., according to the categories of the SAMS-CI questionnaire, which does not support or validate the use of this tool. Furthermore, in this population, vitamin D supplementation does not appear to be an effective strategy to alleviate their symptoms (chapter 4). Indeed, our data do not show any beneficial effect of this type of supplementation on perceived SAMS intensity, HRQoL, or on muscular performance.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

PCSK9 est un régulateur clé du métabolisme du cholestérol par le foie à travers la dégradation lysosomiale du récepteur aux LDL (low-density lipoprotein). Alors que les mutations gain de fonction (GOF) de PCSK9 induisent une hypercholestérolémie autosomique dominante, les mutations pertes de fonctions (LOF) entraînent un taux spontanément bas de LDL-cholestérol, ainsi qu’un protection cardiovasculaire. Du fait des limitations inhérentes aux modèles d’études, tels que les lignées cellulaires transfectées ou des animaux transgéniques, les fonctions de PCSK9 restent encore mal connues. Ainsi, nous avons utiliser des cellules souches pluripotentes induites (hiPSC) spécifiques de patients pour les différencier en hépatocytes et modéliser la physiopathologie liée aux mutations de PCSK9 GOF-S127R et LOF-R104C/V114A. Nous avons démontré que les hépatocytes obtenus récapitulaient la physiopathologie liés aux mutations de PCSK9. De plus, les cellules portant la mutation S127R ont montré une importante réponse au traitement par les statines, qui est corrélée à la réponse clinique des patients portant cette même mutation. Enfin, notre étude nous a permis de mettre à jour une fonction inattendue de PCSK9 dans les hiPSC et pendant leur différenciation. Elle montre que PCSK9 affecterait la prolifération des hiPSC ainsi qu’une voie de signalisation clé du développement régulée par NODAL. Cette régulation se ferait à travers une interaction directe entre PCSK9 et DACT2, un régulateur intracellulaire de la voie de signalisation de NODAL. En conclusion, les hiPSC s’avèrent être un modèle cellulaire translationnel pertinent pour mettre à jour de nouvelles fonctions hépatiques de PCSK9. / PCSK9 has been identified as a key regulator of cholesterol metabolism by the liver through inducing lysosomal degradation of the low-density lipoprotein receptor (LDLR). While PCSK9 gain-of-function (GOF) mutations induced autosomal dominant hypercholesterolemia and increased cardiovascular risk, loss-of-function (LOF) mutations are associated with low LDL-cholesterol levels and cardiovascular protection. Due to limitations inherent to current models including animal and human cells lines transfected with DNA constructs or transgenic animal models, PCSK9 functions are not fully understood. Therefore, we took advantage of patient related somatic cells reprogramming intoinduced pluripotent stem cells (hiPSC) to generate hepatocyte-like cells (HLC) and model the pathophysiology of PCSK9 mutations in dyslipidemia through focusing on two intracellular mutation forms; GOF (S127R) and LOF (R104C/V114A). We showed that HLC could recapitulate the key pathophysiological features of PCSK9 mutations. Moreover, HLC with the S127R mutation displayed an increased uptake of LDL upon statin treatment, which was correlated with the original patient clinical response. In parallel, this model enabled us to unravel a new unexpected role of PCSK9 in hiPSC and during differentiation. PCSK9 was found to affect the proliferation of hiPSC and regulate a key developmental signaling pathway mediated by NODAL. This regulation might occur by a direct interaction between PCSK9 and DACT2, an intracellular attenuator of NODAL signaling pathway. In conclusion, hiPSC provide a pertinent translational model to decipher PCSK9 hepatic functions and a novel cellular environment to highlight new functions.

Face à l'étendue épidémique, dans le monde industrialisé, du diabète, de l'obésité, du syndrome métabolique et des complications cardiovasculaires qui leurs sont associées, les connaissances acquises dans le domaine de l'athérosclérose se développent elles aussi à très grande allure. Aucune facette de cette problématique n'est négligée, qu'il s'agisse du dépistage des patients à risque, de la caractérisation des lésions ou du développement des armes thérapeutiques. L'hypercholestérolémie familiale représente un modèle judicieux de risque cardiovasculaire élevé, ce qui offre l'opportunité d'étudier les causes et les effets du développement précoce de l'athérosclérose. Dans le cadre du présent projet de recherche, une attention a été portée à l'adiponectine. L'adiponectine est une adipocytokine sécrétée exclusivement par le tissu adipeux dont les propriétés cardioprotectrices sont de plus en plus pertinentes. L'élément principal que révèle cette étude est la nature de la relation entre les bas taux plasmatiques d'adiponectine et la survie sans aucun événement coronarien dans une population de sujets hypercholestérolémiques familiaux. Ce qui suggère que l'adiponectine pourrait être un excellent marqueur du développement de l'athérosclérose et une potentielle cible thérapeutique chez les patients à risque.

LDLR-W66G est une mutation « faux sens » dans le gène du récepteur des lipoprotéines LDL (LDLR), associée à l'expression de l'hypercholestérolémie familiale (HF) dont la prévalence dans la région du Saguenay-Lac-Saint-Jean (SLSJ) est particulièrement élevée (environ une personne sur 80). L'objectif de cette étude est de mesurer les déterminants démogénétiques qui expliquent la fréquence et la distribution de cette mutation dans la population saguenayenne. Les résultats des analyses démogénétiques effectuées sur les généalogies des 64 sujets affectés, recrutés au SLSJ, et des témoins montrent une concentration des ancêtres et un apparentement significativement plus élevés parmi les sujets. Cependant, les résultats concernant les ancêtres immigrants ne permettent pas d'identifier de façon claire le ou les individus susceptibles d'avoir introduit la mutation W66G dans la population québécoise.

Thèse ou mémoire avec insertion d'articles / L'hypercholestérolémie familiale hétérozygote est une maladie génétique qui se manifeste par des niveaux très élevés de cholestérol C-LDL et par le développement hâtif d'athérosclérose. Cette pathologie est causée par une mutation de type hétérozygote nuisant à la clairance du C-LDL. Elle constitue une des dyslipoprotéinémies primaires les plus fréquentes au Québec et dans le monde. Il y a peu d'évidences sur la relation entre un mode de vie sain et la santé cardiovasculaire dans l'hypercholestérolémie familiale, et ce, même s'il s'agit de la maladie génétique provoquant le plus de maladies cardiovasculaires au monde. Parallèlement, il a été documenté dans une revue systématique regroupant les études qualitatives sur le sujet que l'intérêt donné à la médication dans la prise en charge de cette maladie a induit une dévalorisation de l'importance d'adopter de saines habitudes de vie pour cette population. Il est donc nécessaire de disposer de données probantes sont afin de mieux comprendre l'influence potentielle des habitudes de vie dans la prise en charge de cette maladie. Le chapitre 1 de ce mémoire présente les résultats d'une étude transversale visant à examiner la relation entre un mode de vie sain et les facteurs de risque de maladies cardiovasculaires chez des adultes avec hypercholestérolémie familiale hétérozygote (HFHe). Nous avons montré que l'adhésion à un mode de vie sain s'avère fondamentale dans l'HFHe puisqu'elle est inversement associée à des facteurs de risque de maladies cardiovasculaires tels que des anomalies concernant les triglycérides sanguins et la pression artérielle. Aussi, l'adhésion aux saines habitudes de vie est sous-optimale dans la cohorte d'adultes québécois identifiée avec HFHe. Nos travaux ont permis de mieux comprendre l'influence des habitudes de vie dans la prise en charge de cette maladie. Il sera nécessaire de pousser la recherche encore plus loin dans le futur pour offrir des données probantes de haute qualité pour appuyer la promotion de l'adoption d'un mode de vie sain pour favoriser la santé cardiométabolique des patients avec HFHe. / Heterozygous familial hypercholesterolemia is a genetic disease that manifests by very high levels of LDL cholesterol and the early development of atherosclerosis. This condition is caused by a heterozygous mutation that impairs LDL-C clearance. It is one of the most frequent primary dyslipoproteinemias in the world and in Quebec. There is little evidence of a relationship between healthy lifestyle and cardiovascular health in familial hypercholesterolemia, even though it is the most common genetic disease causing cardiovascular disease in the world. At the same time, it has been documented in a systematic review of qualitative studies on the subject that the focus on medication in the management of this disease has led to a devaluation of the importance of healthy lifestyle habits for this population. Evidence is needed to better understand the potential influence of lifestyle in the management of this disease. Chapter 1 of this dissertation presents the results of a cross-sectional study to examine the relationship between healthy lifestyle and cardiovascular disease risk factors in adults with heterozygous familial hypercholesterolemia. We showed that adherence to a healthy lifestyle is fundamental in HFHe since it is inversely associated with cardiovascular disease risk factors such as blood triglycerides and blood pressure. Also, adherence to healthy lifestyle habits is suboptimal in the cohort of Quebec adults identified with heterozygous familial hypercholesterolemia. This work has provided a better understanding lifestyle approaches in the management of this disease. Future studies are needed to provide high-quality evidence to promote a healthy lifestyle for cardiometabolic health in patients with HFHe.