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

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2007-2008. / La cholestase intrahépatique est la cause la plus importante de transplantation hépatique au Canada. La cholestase est caractérisée par une obstruction des conduits biliaires qui cause une augmentation accrue des niveaux hépatiques d'acides biliaires. Les acides biliaires sont des détergents naturels impliqués dans l'absorption et l'élimination du cholestérol en condition physiologique et sont toxiques lorsque leur concentration devient trop élevée. Jusqu'à maintenant une seule molécule, l'acide ursodéoxycholique, est approuvée pour le traitement de la cholestase. Comme celle-ci ne permet que de retarder les effets de la pathologie, l'identification de nouvelles cibles thérapeutiques qui favoriseraient l'élimination de ces détergents pourrait s'avérer importante pour le traitement de la cholestase. Un des mécanismes naturels important d'élimination des acides biliaires est la glucuronidation qui est effectuée par les UDP-glucuronosyltransférases (UGT). Cependant, cette voie métabolique est peu étudiée. L'identification et la caractérisation des enzymes impliquées dans cette réaction permettront de déterminer si ces enzymes peuvent être stimulées par des agents pharmacologiques présentant un fort potentiel pour le traitement de la cholestase.

Introduction. Alors qu’elle constitue le seul traitement curatif du cholangiocarcinome intrahépatique (CCIH), la résection reste associée à un taux de récidive supérieur à 60% et un taux de survie réelle à 5 ans inférieur à 20%. Une estimation fiable du pronostic ainsi qu’une meilleure compréhension de la biologie tumorale est essentielle pour améliorer le pronostic.Méthodes. A l’appui des données clinico-biologiques de deux larges cohortes de patients avec CCIH réséqué (MSKCC, n=189 et AFC, n=522), trois objectifs ont été explorés. Tout d’abord, définir quel modèle pronostique publié est le plus performant. Ensuite, définir la fiabilité de l’évaluation pronostique préopératoire à partir de, respectivement, l’imagerie, des microARN (miR) circulants diagnostiques et du profil génomique tumoral. Enfin, évaluer l’impact pronostique de la survenue d’événements périopératoires tels que transfusion et morbidité.Résultats. Premièrement, les nomogrammes apportaient une meilleure estimation pronostique en comparaison à la classification AJCC 7ème édition. Deuxièmement, la taille et la multifocalité tumorale sur l’imagerie préopératoire permettaient de différencier deux groupes de patients de pronostic clairement distincts (p<0,001). L’existence d’une mutation d’un gène de remodelage de la chromatine (BAP1, ARID1A, PBRM1) tendait à être associé à une survie sans récidive plus favorable qu’en l’absence de mutation (p=0,09). Alors qu’ayant un potentiel comme marqueur diagnostique circulant, miR21 et miR221 n’étaient pas associé à la survie. Troisièmement, la transfusion peropératoire n’impactait pas la survie à long terme alors que la survenue d’une complication sévère (grade Dindo-Clavien > 2) était indépendamment associée à une survie globale plus courte (p=0,002).Conclusion. Alors que les nomogrammes postopératoires apportent une meilleure estimation pronostique, le développement de modèles pronostiques préopératoires est faisable notamment à partir de l’imagerie et de marqueurs biologiques tumoraux complémentaires. / Introduction. Complete resection stands as the only curative option for intrahepatic cholangiocarcinoma (IHCC). Still, prognosis remains poor after resection due to a recurrence rate over 60% leading to actual 5-year survival rates below 20%. Reliable prognostic estimation and better understanding of tumor biology would be of interest for improving IHCC prognosis.Methods. Using clinical and biological data from two large cohort of resected IHCC (MSKCC, n=189 and AFC, n=522), three objectives have been explored. First, assessing the performances of different published prognostic models. Second, defining the reliability of preoperative prognostic estimation using imaging, tumoral genomic profiling and circulating tumoral microRNA (miR). Third, evaluating the prognostic impact of perioperative events such as blood transfusion and morbidity.Results. First, nomograms displayed better prognostic accuracy over the AJCC 7th edition staging system. Second, tumor size and multifocality on preoperative imaging allowed patient stratification in groups statistically different regarding prognosis (p<0.001). Further, the presence of chromatine remodeling gene mutations (BAP1, ARID1A, PBRM1) tended towards longer recurrence-free survical (p=0,09). Some diagnostic circulating miR such as miR21 and miR221 were not associated with survival. Third, in contrast with intraoperative transfusion, the occurrence of severe morbidity (Dindo-Clavien grade > 2) was independently associated with shorter overall survival (p=0.002).Conclusion. Nomograms outperform conventional staging sytem. Preoperative prognostic estimation is feasible and reliable using imaging. Identifying new prognostic biomarkers would help refining preoperative prognostic estimation.

La cholestase intrahépatique de la grossesse (CIG) est la maladie du foie la plus répandue au cours de la grossesse. Elle est caractérisée par un prurit et est associée à une augmentation de la concentration des acides biliaires dans le sang, ce qui peut mener à un risque accru de conséquences périnatales indésirables, y compris un accouchement prématuré spontané et une augmentation des risques de mort de l’enfant à l’accouchement, entre autres. Le traitement médical de cette maladie repose actuellement sur l’acide ursodésoxycholique (UDCA) qui diminue le prurit et les anomalies biochimiques maternelles dans certains cas. Actuellement, le diagnostic de la CIG est posé suite à un test de quantification des acides biliaires sériques totaux par une méthode enzymatique. Nous émettons l'hypothèse que certains profils d’acides biliaires permettraient d’évaluer le risque de complications chez les femmes atteintes de CIG. En analysant les profilages, il pourrait être possible de déterminer la ou les espèces responsables de ces complications et ainsi déterminer des sous-groupes de patientes plus à risque de complications ou qui répondraient mieux au traitement. De plus, nous pensons que le traitement à l’UDCA, étant lui-même un acide biliaire, pourrait interférer lors de la quantification des acides biliaires totaux sériques, particulièrement dans les cas les plus problématiques de CIG où de fortes doses de ce composé sont administrées. Si c’était le cas, cela ferait en sorte que les valeurs de référence pourraient être modifiées en fonction du traitement administré. Le projet de recherche présenté vise au développement d’une méthode de quantification des acides biliaires sériques par la chromatographie liquide couplée à un spectromètre de masse en tandem (LC-MS/MS), qui permettrait un profilage des acides biliaires sériques chez les femmes enceintes atteintes de la CIG et qui permettrait également d’évaluer l’effet du traitement à l’UDCA sur ce profilage. Une méthode de quantification des acides biliaires par chromatographie liquide couplée à un spectromètre de masse en tandem a été développée et validée. Les surnageants obtenus par précipitation de protéines avec le méthanol ont été injectés sur le LC-MS/MS. La séparation est réalisée par chromatographie en phase inverse sur une colonne C18 de type interactions hydrophobes. Les transitions ioniques sur le spectromètre de masse ont été déterminées pour toutes les espèces d’acides biliaires au préalable et l’acide cholique deutéré, l’acide chénodésoxycholique deutéré ainsi que l’acide désoxycholique deutéré ont été utilisés comme standards internes. Quinze acides biliaires, y compris les acides biliaires conjugués et libres, ont été séparés et quantifiés par LC–MS/MS en utilisant l’ionisation par électro nébulisation (ESI) en mode ion négatif. La quantification a été réalisée en mode de surveillance de réactions multiples (MRM) avec des méthodes de courbes d'étalonnage externes. Les coefficients de corrélation des courbes standards pour tous les acides biliaires étaient supérieurs à 0,9966. La méthode développée a démontré une précision acceptable, avec une imprécision intra analyse inférieure à 3,2% pour toutes les espèces d’acide biliaire étudiées (pour des échantillons à 0,8 et 5 μg/mL) et une imprécision inter analyse inférieure à 15%. Une suppression d’ion moyenne de 8,2% a été observée, qui a été jugée acceptable. Une bonne corrélation a été obtenue entre la méthode LC-MS/MS et une méthode enzymatique (r=0,964). En conclusion, une méthode fonctionnelle, efficace et rapide a été développée pour quantifier les acides biliaires sériques individuels et différents profils d’acides biliaires représentant une large gamme de concentrations ont été comparés. La comparaison des profilages d’acides biliaires suggère que les acides biliaires principaux responsables de l’augmentation de la concentration des acides biliaires totaux dans le sang pour des échantillons à une concentration de plus de 10 μmol/L sont l’acide cholique glyco-conjugué (GCA), l’acide cholique tauro-conjugué (TCA) ainsi que l’acide ursodésoxycholique glyco- conjugué (GUDCA). Cette nouvelle méthode validée, et les données préliminaires sur les profils d’acides biliaires dans les échantillons cliniques, permettront de lancer des analyses cliniques prospectives pour évaluer l’effet du traitement par l’UDCA sur les concentrations totales d’acides biliaires sériques et sur les profils d’acides biliaires individuels chez les patientes atteintes de la CIG. / Intrahepatic cholestasis of pregnancy (ICP) is the most common liver disease during pregnancy. It is characterized by pruritus and is associated with an increased concentration of bile acids in blood, which may lead to an increased risk of perinatal consequences, including spontaneous preterm delivery and an increased risk of death at birth, among others. The medical treatment of this disease currently relies on ursodeoxycholic acid (UDCA) which reduces pruritus and maternal biochemical abnormalities in some cases. Currently, the diagnosis of ICP is made using an enzymatic assay to measure total serum bile acids. We hypothesize that profiling of the individual bile acids would make it possible to assess the risk of complications in women with ICP. By analyzing the bile acid profiles, it could be possible to determine which specie(s) is responsible for these complications and thus to distinguish subgroups of patients at higher risk of complications or who would respond better to treatment. In addition, we believe that UDCA treatment, being a bile acid itself, could interfere with the quantification of total serum bile acids, particularly in the most problematic cases of CIG where high doses of this compound are administered. If this was the case, it would mean that the reference values would need to be changed depending on the administered treatment. The research project aims to develop and validate a method for quantifying bile acids in serum by liquid chromatography coupled to a tandem mass spectrometer (LC-MS/MS), which would allow profiling of serum bile acids in affected women and which would also make it possible later to evaluate the effects of UDCA treatment on this profiling. A method for the quantification of bile acids by liquid chromatography coupled to tandem mass spectrometry has been developed and validated. The supernatants obtained by precipitation of proteins with methanol were injected onto the LC-MS/MS. The separation was carried out using reversed-phase chromatography on a C18 hydrophobic interactions type column. Ionic transitions on the mass spectrometer were determined for all bile acids species beforehand and deuterated cholic acid, deuterated chenodeoxycholic acid and deuterated deoxycholic acid were used as internal standards. Fifteen bile acids, including conjugated and free bile acids, were separated and quantified by LC–MS/MS using electrospray ionization (ESI) in negative ion mode. Quantification was performed in multiple reaction monitoring (MRM) mode with external calibration curve methods. Correlation coefficients for standard curves for all bile acids were greater than 0.9966. The method developed showed acceptable precision, with intra-assay imprecision of less than 3.2% for all the bile acid species studied (for samples at 0.8 and 5 μg/mL) and inter-assay imprecision under 15%. An average ion suppression of 8.2% was observed, which was judged acceptable. Finally, a good correlation was obtained between the LC-MS/MS method and an enzymatic method (r = 0.964). In conclusion, a functional, efficient and rapid method was developed to quantify the individual serum bile acids and different bile acids profiles representing a wide range of concentrations were compared. The comparison of the bile acid profiles suggests that the main bile acids responsible for the increase in total bile acids concentration in blood for samples at a concentration of more than 10 μmol/L are glycocholic acid (GCA), taurocholic acid (TCA), glycoursodeoxycholic acid (GUDCA). This new validated method, and the preliminary data on bile acid profiles in clinical samples, will allow us to initiate prospective clinical analyses to assess the effect of UDCA treatment on total bile acid concentrations and profiles in patients with intrahepatic cholestasis of pregnancy.

L'utilisation du pentobarbital de sodium (PB), injecté par voie intrapéritonéale (IP), est décrite comme une technique acceptable par les directives d'euthanasie de l'AVMA et du CCPA pour tuer les rongeurs. Cependant, de plus en plus de preuves contestent l'acceptabilité de l'IP PB. Celle-ci a été décrite comme inconsistante et il existe des données suggérant que cette technique pourrait induire de la douleur et du stress. L'objectif de cette thèse était donc de développer et d'évaluer des méthodes alternatives d'euthanasie. Au cours de l'étude pilote, nous avons développé un protocole d'injection pour les injections intrahépatiques (IH) de PB. Ensuite, nous avons testé cette injection sur des souris et des rats. Comme objectif secondaire, nous avons évalué l'utilisation de l'éthanol (ET) comme alternative au PB pour l’euthanasie des souris. Pour les souris, quatre-vingts souris CD1 adultes (mâles et femelles- 26,8 g [23-34 g], moyenne [intervalle]) ont été assignées au hasard à 6 groupes de traitement et ont été tuées par des injections IH ou des injections IP, en utilisant soit ET ou PB. Le taux de mauvaise injection (mauvais placement du contenu de l'injection) pour les essais IH était de 93% (28/30), y compris 14% intrathoracique (4/28), le reste ayant abouti dans la cavité péritonéale telle une injection IP. Ainsi, seulement 7% (2/30) des injections ont donné lieu à une administration hépatique (selon l’évaluation d'autopsie). Les injections IH ayant abouti dans le foie ont entraîné des décès quasi instantanés. Ces données montrent que les injections IH ne sont pas réalisables chez la souris étant donné la difficulté à frapper le foie et le risque d'injections intrathoraciques. D'autre part, l'IP ET a produit des temps significativement (p = 0.010; Mann-Whitney) plus courts de l'injection à l'arrêt du rythme cardiaque (CHB) (115s [88-185] médian [intervalle]) par rapport à l'IP PB (176s [123-260]), confirmant que l'ET est une alternative viable et potentiellement supérieure à la PB. Pour les rats, 66 injections IH et 14 injections IP ont été tentées sur des rats Sprague-Dawley mâles et femelles adultes (poids médian 371g, plage 170-730g), et ont entraîné un délai significativement plus rapide pour la perte du réflexe de redressement (LORR) (p < 0.0001, 95%CI 68 to 88s, Mann-Whitney) et temps de CHB (p < 0.0001, 95%CI 82 to 234s, Mann-Whitney) par rapport aux injections IP. Le temps médian de LORR et CHB après les injections IH était de 4s [1 to 96] et 142.5s [2 to 330] respectivement; alors que le temps médian de LORR et CHB après les injections IP était de 89.5s [73 to 110] et 275s [237 to 423], respectivement. Le taux de mauvaise injection, basé sur les évaluations d’autopsie, était plus élevé avec les injections IH qu'avec les injections IP (IH: 59%, IP: 29%); cependant, 97% des mauvaises injections IH ont tout de même produit une euthanasie réussie et rapide (LORR: 29s [1 to 96], CHB: 216s [12 to 330]. Les injections IH sont donc une alternative efficace aux injections IP pour l'euthanasie chez le rat, et présentent moins de risques d'échec des tentatives d'euthanasie. / The use of sodium pentobarbital (PB), injected intraperitoneally (IP), for killing rodents is described as an acceptable technique by the American Veterinary Medical Association (AVMA) and Canadian Council on Animal Care (CCAC) euthanasia guidelines. However, there is a growing body of evidence challenging the acceptability of IP PB. It has been described as inconsistent and there is evidence that it may induce pain and stress. The objective of this thesis was to develop and evaluate alternative methods of euthanasia. During the pilot study, an injection protocol for intrahepatic (IH) injections of PB was developed and then tested on both mice and rats. As a secondary objective, the use of ethanol (ET) was evaluated as an alternative to PB for mice. For mice, eighty adult (male and female) CD1 mice (26.8g [23-34g], mean [range]) were randomly assigned to 6 treatment groups and were killed by IH injections or IP injections, using either ET or PB. the misinjection rate (misplacement of injectate) for IH injections was 93% (28/30), including 14% intrathoracic (4/28), and the remainder were IP delivery. Only 7% (2/30) of IH attempts resulted in successful IH delivery, per necropsy evaluation. These yielded quasi-instantaneous deaths. These data show that IH injections are not feasible in mice given the difficulty in hitting the liver and the risk of intrathoracic injections. On the other hand, IP ET produced significantly (p = 0.010; Mann-Whitney) shorter time from injection to cessation of heartbeat (CHB) (115s [88-185] median [range]) compared with IP PB (176s [123-260]), confirming that ET is a viable and potentially superior alternative to PB. For rats, 66 IH injections and 14 IP injections were attempted on adult male and female Sprague-Dawley rats (median weight 371g, range 170-730g), and resulted in significantly faster time to loss of righting reflex (LORR) (p < 0.0001, 95%CI 68 to 88s, Mann-Whitney) and time to CHB (p < 0.0001, 95%CI 82 to 234s, Mann-Whitney) compared with IP injections. Time to LORR and CHB following IH injections were: LORR of 4s [1 to 96], CHB of 142.5s [2 to 330]; compared with IP injections: LORR of 89.5s [73 to 110], CHB of 275s [237 to 423). The misinjection rate was higher with IH injections than with IP injections (IH: 59%, IP: 29%); however, 97 % of IH misinjections resulted in fast and successful euthanasia (LORR: 29s [1 to 96], CHB: 216s [12 to 330]. IH injections are thus an efficacious alternative to IP injections for rat euthanasia and pose less risk of failed euthanasia attempts.

Introduction : L'obésité est causée par un déséquilibre prolongé entre les apports énergétiques et l'activité physique, dépendant du métabolisme de base, de la production de chaleur et des effets thermogéniques du régime et de l'activité physique. Chez les rongeurs, l'obésité induite par le régime peut être obtenue par différents régimes et approches. A cet égard, les régimes hyperlipidiques sont considérés comme les régimes de référence pour générer des modèles de l'obésité chez le rongeur et engendrent des pathologies similaires à celles rencontrées chez l'homme. Cependant, ce régime alimentaire est loin d'être standardisé et a été critiqué sur le fait que la prise énergétique totale et non uniquement les lipides régissait l'accumulation de graisse corporelle chez l'homme. Ainsi, les régimes cafétéria ont été introduits : en offrant en plus d'un régime non purifié un choix de plusieurs aliments appétants, de composition, d'apparence et de texture différentes, ils permettent le développement de l'obésité en déclenchant l'hyperphagie. Objectif : L'objet de ces travaux a été de comparer chez des souris obèses les effets d'un régime hyperlipidique à ceux d'un régime cafétéria sur la prise de nourriture, la prise de poids et les déterminants du métabolisme et de l'homéostase énergétique. Résultats : Nos résultats démontrent qu'un régime hyperlipidique et un régime cafeteria permettent tous deux d'obtenir un phénotype obèse mais sans causer nécessairement les mêmes changements métaboliques. Le régime cafétéria, caractérisé par un contenu en glucides (principalement le sucrose) plus élevé et un contenu en lipides plus faible, semble avoir des conséquences plus néfastes pour le foie et provoque des changements plus prononcés au niveau du microbiote intestinal. Malgré un contenu en cholestérol plus faible que dans le régime hyperlipidique, les souris nourries au régime cafétéria présentaient une cholestérolémie similaire. Les niveaux d'expression des gènes impliqués dans le métabolisme du cholestérol dans l'intestin grêle et le foie suggèrent une augmentation de la synthèse de cholestérol de novo et une modification de son transport, ces effets étant plus marqués chez les souris nourries au régime hyperlipidique. Conclusion : Ces résultats remettent en question le statut des régimes hyperlipidiques pour déclencher l'obésité et pour générer ses pathologies associées. Les régimes cafétéria sont aussi efficaces à cet égard et sont plus proches des régimes consommés chez l'homme.