Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Ce travail de thèse avait pour objectif d'évaluer l'intérêt des peptides collagéniques sanguins dans différentes populations à haut risque de développer une insuffisance cardiaque (patients présentant une obésité abdominale ou en post-infarctus du myocarde) ou déjà symptomatiques (post-infarctus du myocarde). En effet la fibrose myocardique est un élément essentiel de l'évolution péjorative de l'insuffisance cardiaque.Ces travaux ont permis de montrer la pertinence clinique des dosages sanguins des peptides collagéniques tout au long du processus de l'insuffisance cardiaque : du stade asymptomatique aux stades symptomatiques. Nous avons mis en évidence, à travers l'expression des peptides collagéniques que : 1/ des patients asymptomatiques ayant une obésité abdominale présentent un remodelage cardiaque précoce tant structurel que fonctionnel (augmentation de la masse ventriculaire gauche, dysfonction diastolique associée au PIIINP) : R2C2 Study. 2/ le ratio PIIINP/ICTP ≤ 1, mesuré 1 mois après un infarctus, est indépendamment associé à la survenue d'un remodelage ventriculaire gauche à un an et améliore la prédiction de survenue d'évènements cardiovasculaires (décès cardiovasculaires et hospitalisation pour décompensation cardiaque) à 3 ans : REVE-2 study. 3/ les antagonistes des récepteurs aux minéralocorticoïdes (éplérénone), traitement anti-fibrotique par excellence, sont efficaces et sûrs (hyperkaliémie et insuffisance rénale) chez des patients à haut risque de remodelage et de complications: EMPHASIS-HF study. Ce travail doit conduire à la validation dans d'autres populations du rôle prépondérant de la fibrose mais surtout au bénéfice thérapeutique des classes anti-fibrotiques dans l'insuffisance cardiaque. / No abstract available

Durant le développement myocardique, les cardiomyocytes s'allongent et se connectent entre eux grâce à une structure spécialisée, le disque intercalaire. Cette organisation des cardiomyocytes est essentielle pour le couplage mécanique et la conduction électrique. Un des éléments responsables de l'insuffisance cardiaque est la perturbation de ces sites de contact intercellulaire. Actuellement, aucun facteur n'est connu pour coordonner l'organisation polarisée des cardiomyocytes. Ici, nous présentons une augmentation importante de Pdzrn3 dans des cardiomyopathies hypertrophiques humaines et dans des myocardes murins, corrélée à une perte de l'élongation polarisée des cardiomyocytes. De plus la délétion spécifique intramyocardique de l'expression de Pdzrn3, dans un modèle murin, protège de la survenue d'une insuffisance cardiaque secondaire à une cardiomyopathie hypertrophique. Nos résultats révèlent une nouvelle voie de signalisation qui contrôle un programme génétique essentiel pour le développement myocardique, le maintien de la géométrie et de la fonction contractile des cardiomyocytes. Cette voie de signalisation implique PDZRN3 et cette molécule constitue une cible thérapeutique potentielle pour la protection de l’insuffisance cardiaque chez l’homme. / During heart maturation, individual cardiomyocytes stretch out and connect some with the others via their extremities by intercalated disk protein complexes. This planar and directionnel organization of the myocyte sis crucial for the machanical coupling and the anisotropic conduction of the electric signal in the heart. One of the hallmarks of heart failure concerns alterations in the contact sites between cardiomyocytes. Yet no factors on its own is known to coordinate cardiomyocyte polarized organization. Here we reported enhanced levels of Pdzrn3 in the diseased hypertrophic human and mouse myocardium, correlated with the loss of cardiomyocyte polarized elongation. Furthermore, mouse cardiac Pdzrn3 deficiency protected against heart failure in a mouse model of hypertrophic cardiomyopathy. Our results reveal a novel signaling that controls a genetic program essential for heart maturation and for maintain of cardiomyocyte overall geometry and contractile function and implicates PDZRN3 as a potential therapeutic target for human heart failure protection.

L’utilisation d’antagonistes du récepteur aux minéralocorticoïdes (ARM) a prouvé son efficacité dans le traitement de l’insuffisance cardiaque (IC). Un des facteurs de risque majeur de l’IC, le syndrome métabolique (SMet), est également associé à une production augmentée d’aldostérone et une activation excessive de son récepteur. Dans ce contexte, nous avons émis l’hypothèse que l’utilisation des ARM pouvait être appliquée pour cibler les facteurs de risques du SMet et prévenir la progression subséquente vers l’IC. Dans ce projet, des rats Spontanément Hypertendus et développant une IC (rats SHHF) portant ou non une mutation du récepteur de la leptine (« cp ») conduisant à un SMet (respectivement SHHFcp/cp et SHHF+/+) ont été utilisés comme modèle expérimental. Les animaux ont reçu soit un placebo soit le traitement ARM (Eplérénone, Eplé) dès l’âge de 1.5 à 12.5 mois et leurs paramètres métaboliques et cardiovasculaires ont été régulièrement évalués. Les fonctions moléculaires altérées dans le coeur et le tissu adipeux lors du développement du SMet et la progression de l’IC, ainsi que celles modulées par l’action de l’Eplé ont été caractérisées par l’analyse du transcriptome et miRNome des animaux. Nos résultats montrent que les rats SHHFcp/cp développent à 12.5 mois une hypertrophie cardiaque excentrique associée à une dilatation du ventricule gauche (VG) et une fraction d’éjection diminuée comparés aux SHHF+/+. Alors que l’Eplé ne modifie pas les paramètres métaboliques et cardiovasculaires des SHHF+/+, Les rats Eple-SHHFcp/cp présentent une moindre prise de masse corporelle ainsi qu’une moindre dyslipidémie. Sans effet sur la pression artérielle (PA), ni le transcriptome et miRNome adipeux, les animaux SHHFcp/cp traités présentent en outre une moindre dilatation et hypertrophie de leur VG, une fraction d’éjection, un temps de relaxation isovolumique et un ratio E/A plus élevés. Les analyses du transcriptome et miRNome cardiaques révèlent que l’Eplé induit une diminution significative de l’expression de gènes impliqués dans le remodelage et l’inflammation myocardiques ainsi qu’une augmentation de l’expression de gènes relatifs à l’oxydation des acides gras dans le coeur. L’intégration et l’exploration bioinformatique des profils d’expression du transcriptome et du miRNome ont permis d’établir des réseaux de régulation de l’expression génique potentiellement impliqués dans les mécanismes physiopathologiques à l’oeuvre chez les rats SHHF obèses et dans ceux impactés par le traitement. Dans leur ensemble, nos données montrent que l’initiation d’un traitement ARM lors du développement du SMet permet d’atténuer l’obésité et la dyslipidémie et d’améliorer les paramètres de structure et fonction cardiaque. De façon intéressante, ces effets cardioprotecteurs sont obtenus via des mécanismes indépendants de la diminution de la PA, les analyses du transcriptome/miRNome cardiaque indiquent un mécanisme basé sur une diminution des processus de remodelage et d’inflammation ainsi qu’ une restauration de la fonction de métabolisme énergétique des acides gras au niveau myocardique / Mineralocorticoid Receptor Antagonists (MRA) are clinically beneficial in individuals with chronic heart failure (HF). One of the major risk factors for HF, the metabolic syndrome (MetS), has been also reported to be associated with increased aldosterone production and excessive MR activation. In this context, we hypothesized that the use of MRA could be applied to target the MetS features and prevent the subsequent progression towards HF. In this project, Spontaneously Hypertensive Heart failure rats (SHHF) carrying or not a mutation in the leptin receptor (« cp ») leading to MetS development (SHHFcp/cp and SHHF+/+respectively) were used as experimental model. Animals from both genotypes were given either the selective MRA (Eplerenone, Eple) or placebo from 1.5 to 12.5 months of age and their metabolic and cardiovascular parameters were regularly monitored. The molecular functions altered in the heart and visceral adipose tissues as MetS develops and progresses towards HF as well as those modulated by Eple action were characterized by the analysis of animal’s transcriptome and miRNome. Our data showed that SHHFcp/cp exbiting MetS developed at 12.5 months of age eccentric cardiac hypertrophy associated with left ventricular (LV) dilatation and reduced ejection fraction (EF) as compared to SHHF+/+. While Eple did not induced differences in metabolic and cardiovascular phenotypes in SHHF+/+ rats, Eple-SHHFcp/cp had lower body weight gain and less dyslipidemia. Without effects on blood pressure (BP) and adipose transcriptome and miRNome, Eple-SHHFcp/cp rats had lower LV dilatation and hypertrophy, higher ejection fraction, isovolumic relaxation time and E/A ratio. Transcriptome and miRNome analysis of cardiac tissues revealed that Eple markedly reduced the expression of several genes involved in cardiac remodeling and inflammatory processes and increased the expression of genes related to cardiac fatty acid oxidation and metabolism. The integration and the bioinformatic exploration of transcriptome and miRNome expression profiles allowed the construction of gene regulatory networks potentially involved in the physiopathological mechanisms occuring in the SHHFcp/cp rats and those impacted by the treatment. Altogether, our data demonstrated that treatment with Eple during MetS development attenuated SHHFcp/cp weight gain and dyslipidemia contributing to the amelioration of their cardiac structural and functional parameters. Interestingly, those beneficial cardioprotective effects were obtained via mechanisms independent of BP lowering, the analysis of cardiac transcriptome/miRnome revealed that Eple may have acted by depressing cardiac remodeling and inflammatory processes and restoring the function of fatty acid metabolism in the myocardium

L’objectif de mon travail de thèse était d’une part, de mieux comprendre le rôle des différentes familles de phosphodiestérases (PDEs) dans la régulation de la signalisation dépendante de l’AMPc (PDE-AMPc) dans les cellules musculaires lisses vasculaires (CMLVs), et d’autre part, d’évaluer leur implication fonctionnelle dans la réactivité vasculaire et leur altération potentielle dans un modèle physiopathologique, l’insuffisance cardiaque (IC). Mon travail s’est articulé autour de deux modèles de muscle lisse vasculaire : (1) des CMLVs isolées en culture ayant acquis un phénotype synthétique sur lesquelles une approche d’imagerie en temps réel (FRET : Transfert d’Energie de Fluorescence par Résonance) a été appliquée afin de visualiser in situ la dynamique spatiotemporelle des signaux dépendants de l’AMPc. Nos résultats indiquent que, dans ces cellules, l’augmentation des niveaux d’AMPc provoquée par la stimulation β-adrénergique (β-AR) implique différents récepteurs suivant le compartiment intracellulaire considéré (β1- et β2-ARs dans le cytosol et seulement β2-ARs dans le compartiment sous-membranaire). Nous avons par ailleurs observé que l’expression des ARNm des différentes isoformes de PDE-AMPc et la contribution fonctionnelle de ces enzymes dans la régulation des signaux AMPc intracellulaires étaient dépendantes de la densité des CMLVs en culture.(2) des anneaux d’artères intactes issues de deux lits vasculaires différents (aorte et artère mésentérique) isolées à partir de rats sains et IC, permettant d’étudier leur fonction contractile et donc la régulation de celle-ci par la voie de l’AMPc. Nous avons montré que les familles de PDE-AMPc contribuent de façon différente au contrôle du tonus vasculaire dans l’aorte thoracique (PDE3 = PDE4 sans participation de la PDE2) et dans l’artère mésentérique (PDE4 > PDE2 sans participation de la PDE3), l’endothélium exerçant un rôle essentiel dans la régulation de l’activité de ces PDEs musculaires lisses, notamment par le biais de la production de NO. Nous avons également mis en évidence des altérations de la réactivité vasculaire, et notamment de son contrôle par la voie de l’AMPc/PDE, dans notre modèle de rat IC. Dans l’aorte, la dysfonction endothéliale liée à l’altération de la voie du NO est à l’origine d’une augmentation de l’activité PDE3 masquant l’activité PDE4 et la relaxation β-adrénergique. Dans l’artère mésentérique des rats IC, dont la fonction endothéliale apparaît préservée, les PDE2, 3 et 4 restent fonctionnelles.L’ensemble de nos travaux souligne le rôle essentiel des PDEs dans la régulation de la signalisation AMPc vasculaire, et montre que l’activité et la fonction des différentes familles de PDE-AMPc sont finement modulées par de nombreux paramètres (phénotype et densité cellulaire des CMLVs) ou situations physio-pathologiques (nature du lit vasculaire, présence de l’endothélium, situation d’IC). / The aim of my thesis was to investigate the role of cyclic nucleotide phosphodiesterases (cAMP-PDEs) in the regulation of cAMP-dependent signaling in vascular smooth muscle cells (VSMCs), and to assess their functional involvement in vascular reactivity and their potential alteration in a pathophysiological model of heart failure (HF). My work was based on two models of vascular smooth muscle:(1) Isolated VSMCs in culture having acquired a synthetic phenotype, in which an approach of real-time imaging (FRET: Fluorescence Resonance Energy Transfer) was applied in situ to visualize the spatiotemporal dynamics of cAMP-dependent signals. Our results indicate that, in these cells, increased levels of cAMP induced by β-adrenergic stimulation (β-AR) involve different β-ARs subtypes according to the intracellular compartment considered (β1-and β2-ARs in the cytosol and only β2-ARs in the submembrane compartment). We also observed that the mRNA expression of cAMP-PDEs isoforms and the functional contribution of these enzymes in the regulation of intracellular cAMP signals were dependent on the VSMCs seeding density in culture.(2) Arterial blood vessels from two different vascular beds (aorta and mesenteric artery) isolated from healthy and HF rats, to study their contractile function and thus the regulation by the cAMP pathway. We showed that cAMP-PDE families contribute differently to the control of vascular tone in the thoracic aorta (PDE3 = PDE4, no PDE2) and mesenteric artery (PDE4 > PDE2, no PDE3), endothelium exerting a crucial role in the regulation of their functional activities, especially through the production of nitric oxide (NO). We also demonstrated alterations in vascular reactivity during HF, including its control through the cAMP-PDEs. In the aorta, endothelial dysfunction associated with the alteration of the NO pathway leads to an increase in PDE3 activity which masks PDE4 activity and β-AR relaxation. In mesenteric artery from HF rats, endothelial function is preserved and PDE2, 3 and 4 are functional.This study underlines the importance of PDEs in regulating vascular cAMP signaling, and shows that the activity and function of different cAMP-PDE families are tightly modulated by many parameters (VSMCs phenotype and seeding density) and/or physiopathological situations (vascular bed, endothelium and HF).

Mise en contexte : Au Canada, environ 600 000 personnes font de l’insuffisance cardiaque (IC) avec une incidence de 50 000 par année. L’insuffisance cardiaque (IC) représente la 2ème cause d’hospitalisation chez les personnes âgées de 65 ans et plus avec une incidence plus élevée chez les hommes. L’IC pourrait être améliorée par les sessions éducatives selon l’approche d’enseignement bidrectionnel (‘teach-back’). Les autosoins sont de meilleure qualité lorsque la conjointe est activement impliquée dans tout le processus de prise en charge du patient. Cette étude a permis d’évaluer l’impact de l’approche d’enseignement bidirectionnel adapté aux couples sur les autosoins des franco-ontariens vivant en situation linguistique minoritaire dans la région d’Ottawa. Méthodologie : Afin de mieux répondre aux questions de recherche en lien avec la rétention des connaissances des couples et l’apport sur la relation conjugale, le devis mixte d’une étude de cas intégrée avec unités d’analyse multiples a été utilisé auprès de six couples franco-ottaviens dont le conjoint était atteint d’IC. Résultats : Les participants ont présenté une augmentation des connaissances des autosoins de l’IC de l’ordre de 27% entre la période avant l’intervention jusqu’à 30 jours après la formation. Il n’y a pas eu de réadmissions hospitalières parmi les participants. L’adaptation de l’approche d’enseignement bidirectionnel à la réalité individuelle des couples participants a eu un effet thérapeutique systémique sur la relation conjugale car cette approche a offert aux partenaires un cadre pour avoir une discussion ouverte sur l’impact réciproque de l’IC sur leur vécu quotidien. En assurant des visites aux domiciles des participants durant une phase post-hospitalisation considérée de grande vulnérabilité chez les patients IC, ce projet a pallié à la faille du système des soins parce qu’elle a permis à une transition sécuritaire des patients (et leurs conjointes) du milieu hospitalier en communauté. Conclusion : L’adaptation de l’approche d’enseignement bidirectionnel en français est une nouveauté pour les infirmières francophones œuvrant auprès des francophones vivant en situation linguistique minoritaire. Cette étude soutient l’importance d’intégrer la gérontandragogie dans les interventions éducatives des personnes âgées en matière de santé.

L’insuffisance cardiaque est une pathologie chronique fréquente et grave, dont l’évolution est émaillée de décompensations qui nécessitent généralement une hospitalisation. Malgré des recommandations scientifiques claires (traitement de l’étiologie et des comorbidités, traitement symptomatique précoce des décompensations, traitement de fond pour les cas à fraction d’éjection diminuée), l’organisation du système de santé ne favorise pas la délivrance optimale des soins recommandés. On constate en effet dans la littérature que la délivrance des soins, ainsi que le contenu des soins délivrés, sont très variables d’un environnement à l’autre, avec un impact sur le risque de réhospitalisation. L’amélioration de la qualité des soins nécessite donc de pouvoir décrire les modalités de délivrance et le contenu des soins, c’est-à-dire le parcours de soins. Les méthodes de description de ces parcours sont rares et non consensuelles. L’objectif de cette thèse est de proposer des méthodes de description des parcours de soins, dans l’ambition de proposer des aides à la prise de décision en clinique et en santé publique. Deux études sont réalisées sur deux bases très différentes : une base de données médico-administrative ambulatoire et hospitalière à l’échelle d’une région, et une base de données clinique hospitalière monocentrique. Ces deux études mettent en évidence, à l’aide d’une classification ascendante hiérarchique sur composantes principales, des groupes de patients aisément interprétables. En particulier, elles montrent chacune deux groupes dont les caractéristiques cliniques sont proches, mais dont la prise en charge est très différente ; une prise en charge peu intense est associée à une évolution défavorable. La méthodologie utilisée dans ces études est discutée à la lumière de la littérature, et les opportunités offertes par les résultats en termes de recherche, de pratique clinique, et de santé publique, sont explorées. / Heart failure is a frequent and serious chronic pathology, whose evolution is peppered with decompensations that usually require hospitalization. Despite clear scientific recommendations (treatment of etiology and co-morbidities, early symptomatic treatment of decompensations, specific treatment for cases with decreased ejection fraction), the organization of the health system does not promote optimal delivery of recommended care. The literature reports that the delivery of care, as well as the content of delivered care, vary widely from one environment to another, with an impact on the risk of rehospitalization. Therefore, improving the quality of care needs to describe the delivery modalities and the content of care, that is to say, the care pathway. The methods of describing these pathways are rare and non-consensual. The aim of this thesis is to propose methods for describing care pathways, with the aim of offering support for clinical and public health decision-making. Two studies are carried out on two very different bases: an ambulatory and hospital medico-administrative database on a regional scale, and a monocentric clinical hospital database. These two studies highlight, using a hierarchical ascending classification on principal components, easily interpretable groups of patients. In particular, they each show two groups whose clinical characteristics are similar, but whose management is very different; a low level of care is associated with an poor prognosis. The methodology used in these studies is discussed in light of the literature, and the opportunities offered by the findings in terms of research, clinical practice, and public health are explored.

La Galanine est un peptide ubiquitaire de 29 acides aminés chez les mammifères (30 chez l'homme) qui contrôle de nombreuses fonctions biologiques: (I) secrétions endocrines (insuline, somatostatine, glucagon); (II) comportement (prise alimentaire, nociception, apprentissage, mémoire); (III) tonicité musculaire dans le tractus digestif. Ce peptide a particulièrement été étudié dans le système nerveux central où il joue un rôle dans l'évolution de certaines maladies neurodégénératives telles que les maladies de Parkinson et d'Alzheimer. La galanine agit en se fixant sur 3 récepteurs connus, GalR1-2-3 qui appartient à la grande famille des récepteurs couplés aux protéines G (GPCR). Bien que la Galanine et ses trois récepteurs soient fortement exprimés au niveau périphérique, leur rôle dans les effets périphériques et leur implication en pathologie ont été très peu étudié. L'objectif de mon travail de thèse a été d'identifier le rôle de la galanine dans le remodelage myocardique, qui constitue un déterminant majeur dans la progression de l'insuffisance cardiaque. Dans un premier temps, nous avons démontré que la galanine possède des propriétés anti-apoptotiques et anti-oxydantes in vitro dans les cardiomyocytes. En effet, le traitement de cellules par la galanine entraîne une diminution de l'apoptose et de la production de radicaux libres oxygénés en réponse à l'hypoxie. En accord avec ces effets bénéfiques au niveau cellulaire, les études in vivo réalisées dans un modèle d'ischémie-reperfusion cardiaque, ont montré que le traitement à la galanine dans la phase précoce de reperfusion réduit l'apoptose et la nécrose myocardique. De plus, nous avons confirmé in vivo l'importance de la galanine dans la défense contre le stress oxydant associé aux lésions mitochondriales post-ischémiques. Dans un deuxième temps, nous avons mis en évidence le rôle important de la galanine dans le contrôle de l'activité des fibroblastes cardiaques in vitro. Nous avons montré que la galanine inhibe des étapes clés d'activation de la cascade pro-fibrotique dans les fibroblastes cardiaques. Les propriétés anti-fibrotiques de la galanine ont également été confirmées in vivo dans un modèle de surcharge en pression par constriction aortique chez la souris. Dans ce modèle, nos résultats montrent que le traitement chronique à la galanine s'accompagne d'une amélioration de la fonction cardiaque. Ces données nous ont permis de démontrer que la galanine joue un rôle clé dans le remodelage cardiaque et de proposer la galanine comme un candidat potentiel dans le traitement de l'insuffisance cardiaque. / Galanin is an ubiquitous 29 amino acid peptide in mammals (30 in humans) that controls many biological functions: (I) endocrine secretions (insulin, somatostatin, glucagon); (II) behavior control (food intake, nociception, learning, memory, pain); (III) muscle tonicity in the digestive tract. This peptide has been particularly studied in the central nervous system where it plays a role in the evolution of neurodegenerative diseases such as Parkinson's and Alzheimer's. Although Galanin and its three receptors (GalR1, GalR2, GalR3) are strongly expressed at the peripheral level, their role in peripheral effects and their involvement in the pathology have been poorly studied. The objective of my thesis work was to identify the role of galanin in myocardial remodeling, which is a major determinant in the progression of heart failure. Firstly, we demonstrated that galanin has anti-apoptotic and anti-oxidant properties in vitro in cardiomyocytes. Indeed, the treatment of cells with galanin causes a dose-dependent decrease in apoptosis and reactive oxygen species in response to hypoxia. In line with these beneficial effects at the cellular level, using in vivo model of cardiac ischaemia-reperfusion we showed that galanin treatment reduces apoptosis and necrosis in the early phase of reperfusion. In addition, we confirmed in vivo the importance of galanin in the defense against oxidative stress associated with post-ischemic mitochondrial lesions. Secondly, we demonstrated the important role of galanin in controlling the activity of cardiac fibroblasts. Using in vitro models, we have shown that galanin inhibits activation of key steps of the pro-fibrotic cascade in cardiac fibroblasts. The anti-fibrotic properties of galanin were also confirmed in vivo in a mouse model of pressure overload-induced heart failure. This observation is accompanied by an improvement of cardiac function. These data reveal that galanin plays a key role in cardiac remodeling and suggest galanin as a potential candidate in the treatment of heart failure.

Thèse d'exercice : Médecine. Cardiologie : Paris 12 : 2006. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. f. 48-55.

Reproduction de : Thèse d'exercice : Médecine. Médecine générale : Paris 12 : 2008. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. f. 35-38.