La vitamine K est reconnue pour son rôle dans la coagulation sanguine. Les apports alimentaires de cette vitamine influencent la stabilité de l’anticoagulothérapie à la warfarine sodique. Une intervention visant à augmenter de ≥ 150 μg/j les apports alimentaires de vitamine K a été développée au sein du laboratoire de Guylaine Ferland. Les données préliminaires d’un essai clinique randomisé contrôlé de 24 semaines ont montré que les participants ayant suivi la stratégie alimentaire portant sur la vitamine K ont présenté une anticoagulothérapie plus stable, comparativement aux participants du groupe témoin. Cette stratégie a été décrite afin de fournir les informations nécessaires à son application en pratique clinique. Les anticoagulants demeurent des piliers dans la prévention des évènements thrombotiques notamment chez certaines personnes atteintes de maladies cardiovasculaires (MCV). Parmi les MCV, les maladies du coeur [particulièrement la maladie coronarienne (MC)] sont les plus répandues. La MC peut accélérer le développement de troubles cognitifs avec l’âge, et ce déclin cognitif relève en grande partie de l’atteinte vasculaire sous-jacente. La vitamine K constitue un nutriment d’intérêt pour le système vasculaire et la cognition au cours du vieillissement et aurait le potentiel d'atténuer les effets néfastes de la MC sur le cerveau. Une étude pilote d’intervention de 12 semaines examinant l’impact d’un supplément de 500 μg/j de vitamine K sur les fonctions cognitives et vasculaires d’individus atteints de MC stable a été développée. Ce projet a été implanté à l’Institut de Cardiologie de Montréal en mai 2022, et à ce jour, quatre participants ont complété l’intervention. À terme, cette étude permettra d’obtenir une évaluation préliminaire des bénéfices associés à la supplémentation de vitamine K sur la cognition et à recueillir des preuves suffisantes justifiant la planification d’une étude de plus grande envergure au sein de cette population. / Vitamin K is known for its role in blood coagulation. Dietary intakes of this vitamin influence the stability of warfarin anticoagulation therapy. An intervention aiming to increase dietary vitamin K intakes by ≥ 150 μg/d was developed in Guylaine Ferland's laboratory. Preliminary data from a 24-week randomized controlled trial showed that participants who followed the vitamin K dietary strategy had more stable anticoagulation therapy compared to participants in the control group. This strategy was described to provide the necessary information for its application in clinical practice. Anticoagulants remain mainstays in the prevention of thrombotic events notably in certain people with cardiovascular disease (CVD). Among CVD, heart disease [particularly coronary heart disease (CHD)] is the most prevalent. Coronary heart disease can accelerate the development of cognitive impairment with age, and this cognitive decline is largely a consequence of the underlying vascular impairment. Vitamin K is a nutrient of interest for the vascular and nervous systems during aging, and has the potential to mitigate the adverse effects of CHD on the brain. A 12-week pilot study examining the impact of a 500 μg/d vitamin K supplement on cognitive and vascular functions in individuals with stable CHD was developed. This project was implemented at the Montreal Heart Institute in May 2022, and to date, four participants have completed the intervention. This study will provide a preliminary assessment of the benefits associated with vitamin K supplementation on cognition and provide sufficient evidence to justify the planning of a larger study in this population.

L'entraînement par intervalles à haute intensité est plus efficace que l'entraînement continu d’intensité modérée pour améliorer la consommation maximale d’oxygène (VO2max) et le profil métabolique des patients coronariens. Cependant, il n’y a pas de publications pour appuyer la prescription d’un type d’exercice intermittent (HIIE) spécifique dans cette population. Nous avons donc comparé les réponses aiguës cardio-pulmonaires de quatre sessions différentes d’exercice intermittent dans le but d’identifier l’exercice optimal chez les patients coronariens. De manière randomisée, les sujets participaient aux sessions d’HIIE, toutes avec des phases d’exercice à 100% de la puissance maximale aérobie (PMA), mais qui variaient selon la durée des phases d’exercice et de récupération (15s ou 1 min) et la nature de la récupération (0% de la PMA ou 50% de la PMA). Chaque session était réalisée sous forme de temps limite et l’exercice était interrompu après 35 minutes. En considérant l’effort perçu, le confort du patient et le temps passé au-dessus de 80% de VO2max, nous avons trouvé que l’exercice optimal consistait à alterner des courtes phases d’exercice de 15s à 100% de la PMA avec des phases de 15s de récupération passive. Ensuite, nous avons comparé les réponses physiologiques de l’HIIE optimisé avec un exercice continu d’intensité modérée (MICE) iso-calorique chez des patients coronariens. En considérant les réponses physiologiques, l’aspect sécuritaire (aucune élévation de Troponin T) et l’effort perçu, le protocole HIIE est apparu mieux toléré et plus efficace chez ces coronariens. Finalement, une simple session d’HIIE n’induit pas d’effets délétères sur la paroi vasculaire, comme démontré avec l’analyse des microparticules endothéliales. En conclusion, l’exercice intermittent à haute intensité est un mode d'entraînement prometteur pour les patients coronariens stables qui devrait faire l’objet d’autres études expérimentales en particulier pour les patients coronariens ischémiques. / High-intensity interval training has been shown to be more effective than moderate intensity continuous training for improving maximal oxygen uptake (VO2max) and metabolic profile in patients with coronary heart disease (CHD). However, no evidence supports the prescription of one specific protocol of high intensity interval exercise (HIIE) in this population. We have compared the acute cardiopulmonary responses to four different sessions of HIIE in order to identify the most optimal one in CHD patients. In random fashion, subjects performed the different HIIE sessions, all with exercise phases at 100% of maximal aerobic power (MAP), but which varied in interval duration (15 s or 60 s) and type of recovery (0% of MAP or 50% of MAP). Each protocol lasted 35 minutes or until exhaustion. When considering perceived exertion, patient comfort and time spent above 80% of VO2max, we found that repeated bouts of 15s at 100% of MAP interspersed by 15s phases of passive recovery was the optimal HIIE session for these coronary patients. Then, we compared the physiological responses to the optimized HIIE versus a moderate intensity continuous training (MICE) protocol of similar energy expenditure in coronary patients. When considering physiological responses, safety (no elevation of Troponin T) and perceived exertion, the HIIE protocol appeared to be well tolerated and more efficient in this group of stable coronary patients. Finally, a single bout of HIIE did not induce deleterious effects on the endothelium, as demonstrated by endothelial microparticules analyses. We conclude that high-intensity interval exercise is a promising mode of training for patients with stable CHD that should also be further investigated in cardiac patients, particularly with exercise-induced ischemia.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Les artéfacts métalliques entraînent un épaississement artéfactuel de la paroi des tuteurs en tomodensitométrie (TDM) avec réduction apparente de leur lumière. Cette étude transversale prospective, devis mesures répétées et observateurs avec méthode en aveugle, chez 24 patients consécutifs/71 tuteurs coronariens a pour objectif de comparer l’épaisseur de paroi des tuteurs en TDM après reconstruction par un algorithme avec renforcement des bords et un algorithme standard. Une angiographie coronarienne par TDM 256 coupes a été réalisée, avec reconstruction par algorithmes avec renforcement des bords et standard. L’épaisseur de paroi des tuteurs était mesurée par méthodes orthogonale (diamètres) et circonférentielle (circonférences). La qualité d’image des tuteurs était évaluée par échelle ordinale, et les données analysées par modèles linéaire mixte et régression logistique des cotes proportionnelles. L’épaisseur de paroi des tuteurs était inférieure avec l’algorithme avec renforcement des bords comparé à l’algorithme standard, avec les méthodes orthogonale (0,97±0,02 vs 1,09±0,03 mm, respectivement; p<0,001) et circonférentielle (1,13±0,02 vs 1,21±0,02 mm, respectivement; p<0,001). Le premier causait moins de surestimation par rapport à l’épaisseur nominale comparé au second, avec méthodes orthogonale (0,89±0,19 vs 1,00±0,26 mm, respectivement; p<0,001) et circonférentielle (1,06±0,26 vs 1,13±0,31 mm, respectivement; p=0,005) et diminuait de 6 % la surestimation. Les scores de qualité étaient meilleurs avec l’algorithme avec renforcement des bords (OR 3,71; IC 95% 2,33–5,92; p<0,001). En conclusion, la reconstruction des images avec l’algorithme avec renforcement des bords génère des parois de tuteurs plus minces, moins de surestimation, et de meilleurs scores de qualité d’image que l’algorithme standard. / Metallic artifacts can result in an artificial thickening of the coronary stent wall which can significantly impair computed tomography (CT) imaging in patients with coronary stents. The purpose of this study is to assess the in vivo visualization of coronary stent wall and lumen with an edge-enhancing CT reconstruction kernel, as compared to a standard kernel. This is a prospective cross-sectional study of 24 consecutive patients with 71 coronary stents, using a repeated measure design and blinded observers, approved by the Local Institutional Review Board. 256-slice CT angiography was used, as well as standard and edge-enhancing reconstruction kernels. Stent wall thickness was measured with orthogonal and circumference methods, averaging wall thickness from stent diameter and circumference measurements, respectively. Stent image quality was assessed on an ordinal scale. Statistical analysis used linear and proportional odds models. Stent wall thickness was inferior using the edge-enhancing kernel compared to the standard kernel, either with the orthogonal (0.97±0.02 versus 1.09±0.03 mm, respectively; p<0.001) or circumference method (1.13±0.02 versus 1.21±0.02 mm, respectively; p<0.001). The edge-enhancing kernel generated less overestimation from nominal thickness compared to the standard kernel, both with orthogonal (0.89±0.19 versus 1.00±0.26 mm, respectively; p<0.001) and circumference (1.06±0.26 versus 1.13±0.31 mm, respectively; p=0.005) methods. The average decrease in stent wall thickness overestimation with an edge-enhancing kernel was 6%. Image quality scores were higher with the edge-enhancing kernel (odds ratio 3.71, 95% CI 2.33–5.92; p<0.001). In conclusion, the edge-enhancing CT reconstruction kernel generated thinner stent walls, less overestimation from nominal thickness, and better image quality scores than the standard kernel.

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Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

L'imagerie par tomographie en cohérence optique (OCT) est prometteuse comme support de la prise de décision au cours des procédures d'interventions coronariennes percutanées (PCI), pou évaluer les lésions athéromateuses, juger de la bonne implantation du stent, et dépister les lésions vasculaires dues au stent. L'OCT représente donc bien une aide potentielle pour le cardiologue interventionnel tout au long de la procédure de stenting, avec un impact certain sur la stratégie interventionnelle initialement programmée. De plus, l'OCT se révèle comme un nouvel outil pour prédire la dissection des bords de stent chez les patient avec ACS sans élévation du segment ST, rendant possible une stratification des patients quant à ce risque. Des essais cliniques randomisés sont maintenant nécessaires pour savoir si l'assistance par l'OCT pendant la procédure améliore le pronostic à long terme des patients après PCI / Optical Coherence Tomography (OCT) imaging is promising in decision making during Percutaneus Coronary Interventions {PCI) procedures, including evaluating controversial plaque lesions, assessing stent implantation, and surveying stent-related vascular injury. Thus, OCT has potential to guide interventional cardiologists throughout the stent implantation procedure, impacting on planned interventional strategy. In addition, OCT is the most novel image technology to predict stent edge dissection for patients with non-ST-segment elevation ACS, enabling risk stratification of patients who are at a higher risk of this complication. Large-scale randomized trials are now warranted to assess whether OCT results and guidance during de procedure improve long-term clinical outcomes of PCis.

La détresse psychologique est plus fréquente et sévère chez les patients atteints de maladies coronariennes (MC) que chez les individus sains. Nous en savons peu sur l’évolution dans le temps de ces différences et si ces différences s'étendent aux personnes atteintes de maladies non cardiovasculaires (CV). Objectifs: Examiner la présence, la sévérité et l'évolution de la détresse psychologique chez les hommes et les femmes atteintes de MC et celles du même âge souffrant de maladies non CV. Méthodes: 1294 personnes (61% d'hommes; moyenne = 60,4 ± 7,0 ans) atteintes de MC ou de maladies non CV ont été questionnées sur leur support social, leur degré d'hostilité, de stress, d'anxiété et de dépression au départ de l’étude (T1) ainsi que 4,8 ± 0,8 ans plus tard (T2). Des analyses à mesures répétées mixtes (sexe*statut MC*temps), de Chi carré et de McNemar ont été effectuées. Résultats: Les femmes atteintes de MC ont rapporté davantage de symptômes dépressifs que les autres participants aux deux évaluations (p’s<0,01), et davantage de symptômes d’anxiété et de stress que les autres participants au T1 (p’s <0,05). Au T2, le stress perçu demeurait significativement plus élevé chez les femmes atteintes de MC que chez les hommes (p’s<0,01), bien que les différences d’anxiété n’étaient plus significatives. Les hommes ont rapporté plus d'hostilité que les femmes (p=0,001). Les femmes souffrant de MC se situaient davantage dans la plage clinique de dépression (p<0,001), d'anxiété (p=0,001) et de stress (p=0,030) au T1, et de dépression (p=0,009) et de stress (p=0,002) au T2. Conclusion: L'intensité, la prévalence, et l’évolution de la détresse des patients diffère en fonction de la mesure examinée, de leur sexe et/ou de leur statut CV. Alors que la détresse psychologique était prédominante chez ces patients atteints de diverses maladies, les femmes atteintes de MC étaient particulièrement et chroniquement vulnérables. / Psychological distress is more prevalent and severe among patients with coronary artery disease (CAD) compared to healthy individuals. Little is known regarding its time course, and whether these differences extend to individuals with non-cardiovascular (CV) illnesses. Objective: This study examined the presence, severity, and time course of psychological distress in men and women with CAD and those of similarly aged individuals suffering from non-CV conditions. Methods: 1294 individuals (61% men; meanage = 60.4 ± 7.0 years) with stable CAD or non-CV illnesses reported on social support, hostility, stress, anxiety and depression at baseline as well as 4.8 ± 0.8 years later. Analyses involved mixed (Sex*CAD status*Time) repeated measures analyses (controlling for relevant covariates), as well as Chisquare and McNemar analyses. Results: Women with CAD reported more symptoms of depression compared to other participants at both evaluations (p’s<0.01), and reported more symptoms of anxiety and stress compared to others at T1 (p’s <0.05). At T2, perceived stress remained significantly greater among women with CAD compared to men (p’s<0.01), though differences in anxiety were no longer significant. Men reported more hostility than women (p=0.001). CAD women fell within the clinical range for depression (p<0.001), anxiety (p=0.001), and stress (p=0.030) more frequently compared to others at T1, and for depression (p=0.009) and stress (p=0.002) at T2. Conclusions: The evolution of patient distress differed as a function of the measure examined, their sex, and/or CV status. While psychological distress was prevalent among these patients with diverse health conditions, women with CAD were particularly and chronically vulnerable.

Les patients coronariens (PC) sont plus à risque de présenter des déficits cognitifs et certains types démence. Les fonctions cognitives des PC ont été étudiées au repos, mais jamais au cours d’une séance d’exercice aigu. L’exercice aigu à haute intensité peut affecter négativement la performance cognitive chez des personnes saines. Bien que les PC soient plus à risque de dysfonctions cérébrales et cardiovasculaires, cette relation n’a jamais été étudiée au sein de cette population clinique et peut permettre de mieux comprendre l’axe coeur-cerveau. Il était postulé que la performance cognitive sera affectée par l’exercice à haute intensité due à une diminution de l’apport en oxygène seulement chez les patients coronariens. Trente-huit PC et 16 participants sains ont été recrutés. Les participants ont complété les mesures suivantes : (1) des tests neuropsychologiques et une familiarisation à la tâche de Stroop modifiée informatisée (2) un test mesurant la consommation d’oxygène jusqu’au pic de l’effort (VO2pic) et (3) la tâche de Stroop à 30% et 70% de leur puissance maximale atteinte au VO2pic tout en pédalant sur un ergomètre. L’oxygénation cérébrale a été mesurée grâce à la spectroscopie proche infrarouge. Les résultats ont démontré que la performance cognitive est restée stable entre les deux intensités pour les deux groupes. Chez les PC, le volume sanguin cérébral était affecté négativement par l’effort physique à haute intensité comparativement à l’intensité modérée et aux participants sains. La maladie coronarienne affecte négativement l’oxygénation cérébrale pendant un effort à haute intensité. D’autres études sont nécessaires afin de déterminer si un test cognitif administré pendant un effort physique pourrait permettre d’identifier les patients coronariens à risque de déclin cognitif. / Coronary heart disease (CHD) patients are at higher risk for developing cognitive deficits and certain types of dementia. The cognitive functions of coronary patients have been studied at rest, but never during an acute exercise session. Acute high intensity exercise negatively affects cognitive performance in healthy people. Although coronary patients are at higher risk of cerebral and cardiovascular dysfunction, this relationship has never been studied in this clinical population and could help better understanding of the heart-brain axis. The aim of this study was to measure the effects of an acute exercise at two different intensities on cognitive performance and cerebrovascular response in CHD patients. It was hypothesized that higher exercise intensity will impair executive performance and cerebrovascular response only in CHD patients. Thirty-eight CHD patients and 16 healthy controls completed neuropsychological assessments, maximal cardiopulmonary exercise testing and two exercise bouts at 30% and 70% of their individualized maximum capacity on an ergocycle while performing a cognitive test including non-executive and executive conditions. Cerebral oxygenation and perfusion were measured during both intensities in all participants with near-infrared spectroscopy. The results demonstrated that the cognitive performance remained stable between the two intensities for both groups. In CHD patients only, cerebral blood volume was negatively affected by high intensity exercise compared with moderate intensity. Coronary heart disease negatively affects cerebral oxygenation during high intensity exercise. Further studies are needed to determine whether a cognitive test administered during physical exertion could identify coronary patients at risk of cognitive decline.

En étudiant les variations génétiques au sein d'une population, il est possible d'identifier des polymorphismes génétiques qui confèrent une protection naturelle contre la maladie. Si l'on parvient à comprendre le mécanisme moléculaire qui sous-tend cette protection, par exemple en reliant la variation génétique à la perturbation d'une protéine bien précise, il pourrait être possible de développer des thérapies pharmacologiques qui agissent sur la même cible biologique. Cette relation entre les médicaments et les variations génétiques est une des prémisses centrales de la validation génétique de cibles pharmacologiques qui est un facteur de réussite dans le développement de médicaments. Dans cette thèse, nous utiliserons un modèle génétique pour prédire les effets bénéfiques et indésirables de l'ivabradine, un médicament utilisé afin de réduire la fréquence cardiaque. L'ivabradine est un inhibiteur du canal ionique potassium/sodium hyperpolarization-activated cyclic nucleotide-gated channel 4, encodé par le gène HCN4, dont les bénéfices sont hétérogènes chez différentes populations de patients. Ce médicament est efficace pour le traitement de l'angine et de l'insuffisance cardiaque, mais s'est avéré inefficace en prévention secondaire chez des patients coronariens stables sans dysfonction systolique. La caractérisation des effets de l'ivabradine s'est échelonnée sur une période de 6 ans et trois grands essais de phase III ont été menées. Nous étudierons la possibilité d'avoir prédit ou accéléré ce processus à l'aide de modèles génétiques et nous contrasterons les effets spécifiques à l'ivabradine des effets généraux de la réduction de la fréquence cardiaque par une approche de randomisation mendélienne. Deuxièmement, une approche génétique sera utilisée pour évaluer l'effet de l'inhibition de la cholesteryl ester tranfer protein (CETP), une enzyme responsable du transfert des cholestérols estérifiés et des triglycérides entre différentes lipoprotéines ainsi qu'une cible pharmacologique largement étudiée pour le traitement de la maladie coronarienne. Les études génétiques prédisent un bénéfice à l'inhibition de CETP, mais les essais randomisés ont eu des résultats hétérogènes et décevants. Nous utiliserons un modèle génétique d'inhibition de la CETP pour identifier des variables qui peuvent moduler l'effet de l'inhibition de la CETP sur des biomarqueurs et la maladie ischémique. Les biomarqueurs pris en compte comprennent les taux de cholestérol à lipoprotéines de basse et haute densité, mais aussi la capacité du plasma à absorber le cholestérol, une mesure fonctionnelle importante et sous-étudiée. Le sexe et l'indice de masse corporelle se sont avérés être deux variables qui modifient fortement les effets d'une réduction génétiquement prédite de la concentration de CETP sur les paramètres étudiés. Notre modèle prédit un bénéfice plus important de l'inhibition de la CETP pour les femmes et les individus ayant un indice de masse corporelle normal sur le profil lipidique, mais nous n'avons pas pu démontrer une modulation de l'effet sur la maladie ischémique. Cette étude reste importante sur le plan méthodologique, car elle soulève la possibilité d'utiliser des modèles génétiques de cibles pharmacologiques pour prédire l'hétérogénéité dans la réponse au médicament, une lacune des essais randomisés classiques. Enfin, nous avons adopté une approche centrée sur les gènes pour caractériser l'effet de 19 114 protéines humaines sur 1 210 phénotypes de la UK Biobank. Les résultats de cette étude sont accessibles au public (https://exphewas.statgen.org/) et constituent une ressource précieuse pour cerner rapidement les conséquences phénotypiques associées à un locus. Dans le contexte de validation de cibles pharmacologiques, cette plate-forme web peut aider à rapidement identifier les problèmes de sécurité potentiels ou à découvrir des possibilités de repositionnement du médicament. Un exemple d'utilisation de cette plate-forme est présenté où nous identifions le gène de la myotiline comme un nouvel acteur potentiel dans la pathogénèse de la fibrillation auriculaire. / Using population-level data, it is possible to identify genetic polymorphisms that confer natural protection against disease. If the molecular mechanism underlying this protection can be understood, for example by linking variants to the disruption of a particular protein, it may be possible to develop drugs that act on the same biological target. This link between drugs and variants is a central premise of genetic drug target validation. In this work, a genetic model is used to predict the beneficial and adverse effects of ivabradine, a drug used to lower heart rate. Ivabradine is an inhibitor of the ion channel potassium/sodium hyperpolarization-activated cyclic nucleotide-gated channel 4, encoded by the HCN4 gene, with heterogeneous benefits in different patient populations. This drug is effective in the treatment of angina and heart failure but it is ineffective in patients with stable coronary artery disease without systolic dysfunction. Characterization of the effect of ivabradine has occurred over a 6-year period and three large phase III trials have been conducted. We will investigate whether this process could have been streamlined using genetic models and contrast the ivabradine-specific effect with the general effect of heart rate reduction using a Mendelian Randomization approach. Second, a genetic approach is used to study the effect of inhibiting cholesteryl ester tranfer protein (CETP), an enzyme responsible for the transfer of cholestery esters and triglycerides between different lipoproteins and a widely studied drug target for the treatment of coronary artery disease. Genetic studies predict a benefit of CETP inhibition, but randomized trials yielded heterogeneous and disappointing results. We will use a genetic model of CETP inhibition to identify variables that may modulate the effect of CETP inhibition on biomarkers and ischemic disease. The biomarkers we considered included low- and high-density lipoprotein cholesterol levels but also the plasma cholesterol efflux capacity, an important and understudied functional measure of high density lipoproteins. Sex and body mass index strongly modulated the effect of a genetically predicted lower CETP concentration on the lipid profile. Our model predicts a greater benefit of CETP inhibition in women and individuals with normal body mass index on the lipid profile, but these observations did not translate to changes in the effect on cardiovascular outcomes. This study remains methodologically important because it demonstrates the possibility of using genetic models of drug targets to predict heterogeneity in drug response, a shortcoming of conventional randomized trials. Finally, we adopted a gene-centric approach to characterize the effect of 19,114 human protein-coding genes on 1,210 UK Biobank phenotypes. The results of this study are publicly available (https://exphewas.statgen.org/) and provide a valuable resource to rapidly screen the phenotypic consequences associated with a gene. In the context of drug target validation, this platform can help quickly identify potential safety issues or discover drug repurposing opportunities. An example of the use of this platform is presented where we identify the myotilin gene as a potential atrial fibrillation gene.