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Introduction: Jusqu’à la moitié des patients souffrant d’angine de poitrine vont continuer à être symptomatiques malgré une revascularisation coronarienne pour leur angine. Par ailleurs, l’évaluation de l’angine souffre du biais d’adaptation au seuil ischémique, phénomène par lequel les patients réduisent leur niveau d’activité physique pour limiter leurs symptômes. L’étude NOVA-SKIN (NCT02591758) utilise une veste intelligente (Hexoskin™) afin de (i) valider l’électrocardiogramme (ECG) de cette veste avec le Holter et l’épreuve d’effort (ii) dériver un “indice de vitalité” à partir des mesures biométriques de la veste, afin d’ajuster les mesures conventionnelles d’angine pour le biais d’adaptation au seuil ischémique et dériver des mesures d’angine digitale et (iii) évaluer si la réadaptation cardiaque à domicile peut être surveillée à distance avec le Hexoskin. Méthodes: Trente patients référés pour angiographie coronarienne pour leur angine réfractaire au traitement médical ont complété une épreuve d’effort et ont porté la veste Hexoskin (avec enregistrement simultané d’Holter) pendant 48 heures, 2 semaines avant leur examen. Les patients furent revus 2 semaines après la revascularisation coronarienne percutanée ou 6 semaines après la chirurgie cardiaque s’ils ont eu des pontages, où ils ont porté la veste Hexoskin avec Holter pendant 48 heures et fait une épreuve d’effort. Nous avons dérivé un indice de vitalité digital (Indice de vitalité = fréquence cardiaque * activité) chez chaque patient pour les deux enregistrements de la veste. Nous avons dérivé des mesures d’angine digitale en divisant ou multipliant (selon la direction de l’effet post coronarographie attendu) les mesures d’angine conventionnelle (classe SCC, pointage de qualité de vie, décompte de nitroglycérine et décompte d’angine) par l’indice de vitalité propre au patient. Nous avons comparé les différences (pré- et post-coronarographie) de mesures d’angine ajustées pour l’indice de vitalité dérivé à partir d’une veste intelligente (« angine digitale ») avec les mesures d’angine conventionnelles non ajustées. Les participants devaient ensuite compléter 6 sessions de réadaptation cardiaque à domicile sur une période de 1 mois. Une corrélation de Pearson fut obtenue entre la fréquence cardiaque de l’ECG de l’Hexoskin et celle du Holter et du tapis roulant. L’indice de vitalité pré et post-angiographie fut comparé en utilisant un test t et nous avons mesuré la taille de l’effet du traitement de l’angine dans le même patient, pour les mesures ajustées et non ajustées d’angine. Résultats: Trente patients, âgés de 68.0±7.0 ans, majoritairement des hommes (n=28; 93.3%) ont subi une angiographie coronarienne et ont été traités, pour leur angine, de façon percutanée (n=20; 66.7%), avec pontages (n=6; 20.0%) ou avec traitement médical (n= 4; 13.3%). Tous les patients étaient en rythme sinusal au départ. La fréquence cardiaque obtenue avec l’ECG de l’Hexoskin avait une corrélation très forte avec celle obtenue avec l’ECG du tapis roulant (r=0.95) et forte avec l’Holter (r=0.85). L’indice de vitalité a augmenté de manière significative (2.30±1.38 pré vs 2.70±1.12 post-traitement de l’angine; p=0.05). Les mesures d’angine digitale ayant montré une différence plus importante que les mesures conventionnelles sont le décompte hebdomadaire de nitroglycérine, l’échelle de santé globale du SF-36, la durée d’effort sur le tapis roulant et le nombre de METS maximal. Par ailleurs, chez les patients classifiés comme non-répondants au traitement de l’angine par mesures conventionnelles, les mesures d’angine digitale suivantes se sont améliorées de façon significative: classe SCC, décompte hebdomadaire d’angine, questionnaire d’angine de Seattle et la durée d’effort pendant l’épreuve d’effort. Aucun évènement cardiovasculaire ne s’est produit durant la réadaptation cardiaque à domicile et 93.3% des patients ont complété les 6 sessions. Conclusion : Dans notre étude pilote, l’ECG de Hexoskin a obtenu des mesures de fréquence cardiaque valides lorsque comparées au Holter et au tapis d’effort. L’incorporation d’un indice de vitalité obtenu à partir d’une veste intelligente a permis d’ajuster des mesures d’angine pour celui-ci et obtenir une angine digitale. La mesure d’angine digitale a une plus grande taille de l’effet post traitement de l’angine par revascularisation et peut détecter davantage de changements, au-delà des mesures d’angine conventionnelles. Cela est plus marqué chez les patients initialement classifiés comme “non-répondants” au traitement de l’angine. La réadaptation cardiaque à domicile fut sécuritaire et complétée par la majorité des patients. / Introduction : Up to half of coronary artery disease patients will remain symptomatic of angina, despite coronary revascularization. Moreover, the assessment of angina suffers from the ischemic threshold adaptation bias where patients will restrict their physical activity level in order to minimize their angina symptoms. The NOVA-SKIN study (NCT02591758) was designed to use a novel “smart clothing” (Hexoskin™) to (i) validate the electrocardiogram (ECG) signal of against traditional Holter and Treadmill stress tests (ii) to derive a ‘vitality index’ using the biometric measures obtained from the Hexoskin in order to adjust conventional angina assessment metrics to account for the ischemic threshold adaptation bias and derive a digital measure of angina and to (iii) assess if home cardiac rehabilitation can be remotely monitored using the Hexoskin system. Methods: Thirty stable angina patients referred for coronary angiography for refractory angina underwent a treadmill stress test and then simultaneously wore the Hexoskin vest and a traditional Holter monitor for 48 hours, 2 weeks before their exam. The patients were followed up 2 weeks after the percutaneous coronary intervention and 6 weeks after their cardiac surgery if they had coronary artery bypass graft. During the follow-up visit, they wore the vest with a Holter monitor for 48 hours and underwent another treadmill stress test. We obtained an average vitality index pre- and post-angiogram (Vitality index=heart rate * activity) using recordings from the vest. We also obtained health related questionnaires during the same timeframe. We compared differences in conventional angina metrics adjusted for the vitality index (“digital angina”) with the conventional metrics unadjusted for the vitality index, pre- and post-coronary angiography. Patients then had to complete 6 home cardiac rehabilitation sessions during a 1-month period. Pearson correlation was obtained between the heart rate (HR) derived from the ECG of the vest and the HR of the Holter and treadmill stress test. The vitality index pre and post-angiography was compared using a t-test. We derived digital angina metrics by dividing or multiplying (according to the direction of the effect expected post-coronarography) the conventional angina metrics. Then we measured the effect size of the angina treatment and compared it between adjusted and unadjusted metrics within the same patient. Results: Thirty patients aged 68.0±7.0 years (93.3% men; n=28) were enrolled in the study. Patients were treated with percutaneous coronary intervention (n=20; 66.7%), coronary artery bypass grafting (n=6; 20.0%) or medical therapy (n=4; 13.3%). The heart rate from ECG signal of the Hexoskin demonstrated a very strong correlation with that of the treadmill stress test ECG (r=0.95) and a strong correlation with the Holter (r=0.85). The vitality index increased significantly from 2.30±1.38 to 2.70±1.12 (p=0.05). The digital angina metrics (adjusted for the vitality index) that were found to be more responsive to the treatment of the angina than conventional were: the weekly nitroglycerin count, the global health sub-scale of the SF-36, the treadmill stress test length and the peak METs. Furthermore, in patients classified as non-responders to the treatment of angina by conventional metrics, the digital angina measures improved significantly, when looking at the CCS class, the weekly angina count, the Seattle Angina Questionnaire metrics and the duration of exercise on the treadmill stress test. No adverse events occurred during home cardiac rehabilitation and 28 patients completed all 6 sessions wearing the Hexoskin. Conclusion : In our pilot study, the Hexoskin ECG was well correlated with standard HR measurement using a treadmill ECG or a Holter. Adjusting conventional metrics for the vitality index allows for greater sensitivity in gauging the effect of revascularization on angina than conventional metrics alone, particularly for patients who would be considered non-responders to their treatment based on conventional metrics. Home cardiac rehabilitation was safe and was completed by most patients.

Selon les lignes directrices chez les patients coronariens, un programme d’entrainement aérobie doit combiner de l’entrainement continu à intensité modérée (ECIM) et par intervalles à haute intensité (EIHI), en étant progressif et structuré (périodisation linéaire [PL]), et manipulé selon les principes FITT qui incluent la fréquence, l’intensité, la durée, et la modalité (ou le type). Contrairement à la PL où la charge d’entrainement est constamment augmentée, la périodisation non-linéaire (PNL) de l’entrainement consiste à incorporer des périodes de récupération au cours d’un cycle d’entrainement afin d’optimiser les adaptations et d’éviter la monotonie et le surmenage. Chez les individus sains et atteints de maladie pulmonaire obstructive chronique, la PNL de l’entrainement aérobie a parfois montré des bénéfices supérieurs à la PL sur l’amélioration de l’endurance aérobie. Notre objectif principal était donc de comparer la PNL à la PL de l’entrainement aérobie sur la fonction cardiorespiratoire chez des patients coronariens. Nous avons ensuite comparé les adaptations cardiaques pour les deux types de périodisation au niveau du ventricule gauche (VG) dans une deuxième étude. Nous avions comme hypothèse que la PNL de l’entrainement aérobie apporterait davantage de gains sur les paramètres de réponses cardiopulmonaires à l’effort comparativement à la PL. Un total de 39 patients coronariens stables, recrutés à l’Institut de Cardiologie de Montréal entre 2016 et 2018, ont effectué une épreuve cardiopulmonaire à l’effort avec mesure des échanges gazeux, et une échocardiographie de repos avant et après une intervention d’entrainement. Les mesures de fonction cardiorespiratoire comprenaient la consommation d’oxygène au pic de l’exercice (V̇O2pic), la puissance aérobie maximale, la ventilation minute (V̇E), les variables d’effort sous-maximales (pente d’efficacité de la consommation d’oxygène PECO], pente de ventilation sur la production de dioxyde de carbone [V̇E/V̇CO2]), les consommations d’oxygène aux 1er [SV1] et 2e [SV2] seuils ventilatoires), et le pouls en oxygène (pouls en O2). Nous avons également mesuré la proportion de hauts et faibles répondeurs dans chacun des groupes selon la médiane du delta V̇O2pic. Les mesures d’échocardiographie comprenaient des mesures de la fonction systolique et diastolique, et des mesures de déformation de la paroi du VG. Les participants ont été répartis aléatoirement soit dans le groupe PL (n = 20, 65±10 ans), soit dans le groupe PNL (n = 19, 66±5 ans) pour 3 mois d’entrainement. L’entrainement consistait à 3 séances par semaine, pour les deux groupes, d’une durée de 30 à 60 minutes/séance, combinant de l’ECIM et de l’EIHI progressifs périodisés, ainsi que des exercices en résistance similaires non progressifs. Bien que les deux groupes étaient isoénergétiques (dépense énergétique totale équivalente sur 12 semaines), la dépense énergétique hebdomadaire était constamment augmentée dans le groupe PL, alors qu’elle était augmentée plus rapidement et entrecoupée d’une semaine d’entrainement à charge plus légère toutes les 4 semaines dans le groupe PNL. Nous avons observé une augmentation similaire du V̇O2pic, V̇E, PECO, VT1 et SV2, pouls en O2, de la fraction d’éjection du VG , la déformation radiale, et la vitesse de déformation radiale du VG (interaction tempsgroupe : p > 0,05 ; effet du temps : p < 0,05) entre les 2 groupes. La proportion de non, faibles et hauts répondeurs était similaire entre les 2 groupes (p = 0,29). Cependant, la fonction diastolique n’a pas évolué après les 12 semaines d’entrainement dans aucun des deux groupes. Nos résultats suggèrent que dans cette population, une variation accrue de la charge par la périodisation non-linéaire d’entrainement ne procure pas de gain additionnel dans la réponse cardiopulmonaire à l’effort et dans la fonction cardiaque de patients coronariens. Bien qu’il ne s’agisse pas d’une comparaison directe, une autre étude a rapporté une proportion de 37 % de hauts répondeurs auprès de 1171 patients coronariens après un programme d’entrainement non périodisé de 3 mois, comparativement à 60 et 47 % dans nos groupes PL et PNL, respectivement. Sachant que la non-réponse à l’entrainement est associée à une plus grande mortalité à long-terme, davantage d’études sont nécessaires afin de déterminer si la périodisation de l’entrainement (PL ou PNL) peut mener à une réponse à l’entrainement plus grande et être incorporée dans les programmes de réadaptation cardiaque. / Guidelines on exercise training in patients with coronary heart disease (CHD)suggest that an exercise training program with should combine moderate-intensity continuous (MICT) with a high-intensity interval (HIIT) training, with a constant progressive and structured increase of the training load (linear periodization [LP]) in the course of the program. As opposed to the LP, non-linear periodization (NLP) is characterized by greater increase of the training load intercepted by one training week with a lighter training load. NLP is used in athletes to bring variation in the training load, optimize training adaptation, avoid a plateau, monotony, and over-reaching. In healthy and individuals with chronic obstructive pulmonary disease, NLP showed greater improvement in aerobic endurance. Our main objective was to compare the NLP with the LP protocol on the cardiopulmonary exercise response in patients with CHD. Then, we compared the cardiac adaptation of the left ventricle (LV) between both aerobic training periodization. We hypothesized that NLP will be superior for improving cardiorespiratory parameters compared to LP. We recruited 39 patients with stable CHD from the Montreal Heart Institute, between 2016 and 2018. All completed a maximal cardiopulmonary exercise testing (CPET) with gas exchange measurements and a resting cardiac echography before and after the training intervention. The CPET measurements included peak oxygen uptake (peak V̇O2), oxygen uptake efficiency slope (OUES), minute ventilation (V̇E), ventilatory efficiency slope (V̇E/V̇CO2 slope), oxygen uptake at the first (VT1) and second (VT2) ventilatory thresholds, and oxygen pulse (O2pulse). We also assessed the proportion of non, low, and high responders between both aerobic training periodization using the median of the delta peak V̇O2. The cardiac function measurements included the systolic and the diastolic functions, and the myocardial strain and strain rates in the LV. Exercise training protocols included 3 sessions/week, for 30 to 60 minutes/session, combining a periodized HIIT and MICT, and a non-periodized resistance training. Weekly energy expenditure was constantly increased in the LP group for the aerobic training, while it was increased and intercepted with a lighter training load week each fourth week in the NLP group. VI We observed a similar improvement in both groups for peak V̇O2, OUES, VT1, VT2, O2pulse, 3-dimensional LV ejection fraction, radial strain and radial strain rates, (interaction time*group : p>0.05 ; time effect : p<0.05 with a superior effect size in the LP group). Proportion of high responders was similar between groups (p=0.29). Our results suggest that incorporating more training load variation does not bring more training adaptation in an exercise training program in patients with stable CHD. Despite it is not a direct comparison, another study showed a proportion of 37% of non-responders after a non-periodized training program in 1,171 patients with CHD, compared to 60 and 47% in the LP and NLP from our study, respectively. More studies are needed to examine if training periodization could lead to an increased training response and could be integrated in cardiac rehabilitation programs.

Les maladies cardiométaboliques sont les principales causes de décès dans le monde, et au Canada elles sont responsables d'environ 700 000 décès par année. Le diabète de type 2 et la maladie coronarienne sont les maladies cardiométaboliques les plus répandues. Malgré des avancées pharmacologiques, la prévalence de ces maladies demeure élevée, ce qui souligne l'importance des thérapies complémentaires qui améliorent le contrôle glycémique ainsi que la fonction vasculaire afin de prévenir les complications liées à ces maladies. Depuis quelques années, l’exposition à la chaleur reçoit une attention accrue pour son potentiel thérapeutique. En outre, des études scientifiques suggèrent que l’exposition à la chaleur pourrait diminuer la glycémie et améliorer la fonction vasculaire. Cependant, le potentiel thérapeutique de l'exposition à la chaleur demeure sous-étudié chez les personnes atteintes du diabète de type 2 ou de la maladie coronarienne. L’objectif général de cette thèse était d’évaluer les effets aigus de l’exposition à la chaleur sur des marqueurs de la fonction cardiométabolique auprès de gens ayant un diabète de type 2 ou une maladie coronarienne. L’article 1 a déterminé l’effet aigu d’une immersion en eau chaude sur la sensibilité à l’insuline, la fonction vasculaire, les concentrations des protéines de choc thermique plasmatique (eHSP70/90) et intracellulaire (iHSP70/90), les marqueurs inflammatoires (IL-6, IL1-RA, NFKB) ainsi que sur les médiateurs de l'action de l'insuline (IRS-1, GLP-1) comparativement à une immersion thermoneutre au sein d’une population ayant le diabète de type 2. Les résultats démontrent qu’une immersion en eau chaude n’améliore pas la sensibilité à l’insuline, ni la fonction vasculaire et elle n’affecte pas les concentrations de HSP70 / 90 et les marqueurs inflammatoires. L’article 2 a déterminé l’effet aigu d’une exposition dans un sauna Finlandais sur la fonction vasculaire, des marqueurs de dysfonction endothéliale (VCAM-1, ICAM-1) et des marqueurs inflammatoires (IL-6, IL-10, TNF-α, IL-1β, CRP) auprès de personnes ayant une maladie coronarienne. Les résultats démontrent qu’une séance de sauna Finlandais améliore la fonction endothéliale et augmente la concentration circulante d’IL-6 sans affecter d’autres marqueurs inflammatoires (IL-10, TNF-α, IL-1β, CRP) ainsi que des marqueurs de dysfonction endothéliale. Combinées, les deux études de cette thèse démontrent que l’exposition passive à la chaleur n’améliore pas de façon aiguë les marqueurs cardiométaboliques chez les personnes diabétiques de type 2. Par contre, la chaleur exerce un effet bénéfique sur la fonction endothéliale chez les personnes ayant une maladie coronarienne. / Cardiometabolic diseases are the leading cause of death globally, and in Canada they are responsible for approximately 700 000 deaths each year. Type 2 diabetes and coronary artery disease are the most prevalent cardiometabolic diseases. Despite advancements in pharmacological treatments, the prevalence of these diseases remains high which underlines the importance of complementary therapies to prevent complications related to these diseases. In recent years, heat exposure has received attention for its therapeutic potential. Studies have demonstrated that heat exposure could be an effective method to decrease glycemia and improve vascular function. However, the therapeutic potential of heat exposure remains understudied in people with type 2 diabetes or coronary artery disease. The general objective of this thesis was to evaluate the acute effects of heat exposure on cardiometabolic markers in people with type 2 diabetes and coronary artery disease. The first article of this thesis determined the acute effect of hot water immersion on insulin sensitivity, vascular function, plasma (eHSP70 / 90) and intracellular (iHSP70 / 90) heat shock protein concentrations, inflammatory markers (IL- 6, IL1-RA, NFKB) as well as mediators of insulin action (IRS-1, GLP-1) compared to thermoneutral water immersion in a population with type 2 diabetes. Findings from this study demonstrate that acute hot water immersion does not improve insulin sensitivity, vascular function or affect HSP70 / 90 concentrations and inflammatory markers. The second article of this thesis determined the acute effects of Finnish sauna bathing on vascular function, markers of endothelial dysfunction (VCAM-1, ICAM-1) and inflammatory markers (IL-6, IL-10, TNF- α, IL-1β, CRP) in older adults with coronary artery disease. Results from this study demonstrate that one bout of Finnish sauna bathing improves endothelial function and increases the circulating concentration of IL-6 without affecting other markers of inflammation (IL-10, TNF-α IL-1β, CRP) or endothelial dysfunction. Combined, these results show that acute heat exposure does not acutely improve cardiometabolic markers in people with type 2 diabetes. On the other hand, heat exposure has a beneficial effect on endothelial function in people with coronary artery disease.

Il y a plus de 40 ans, la cardiologie interventionnelle a vu le jour et n’a cessé de révolutionner la prise en charge de l’athérosclérose coronarienne. Les endoprothèses vasculaires biorésorbables (BVS) avaient été conçues pour pallier les risques liés à la présence permanente de tuteurs métalliques dans les artères. En principe, ils fournissent de manière transitoire un soutien mécanique pour le scellement des dissections et la prévention du vasospasme et du remodelage constrictif en plus d’une élution médicamenteuse avant de se résorber et restaurer la vasomotricité coronarienne. L’enthousiasme autour des endoprothèses biorésorbables ABSORB™ était mitigé par un risque soutenu de thrombose du tuteur. Ce mémoire traitera en premier lieu des bases moléculaires de l’athérosclérose. Il abordera ensuite la prise en charge de la coronaropathie athérosclérotique ainsi que l’histoire de la cardiologie interventionnelle et ses différentes révolutions. Ensuite, deux études cliniques ont été conduites dans le cadre de ce travail et seront présentées. La première étude évalue le rôle du BVS dans la revascularisation de la coronaropathie extensive (multivaisseaux ou diffuse) et a montré que, dans un contexte aussi peu favorable au déploiement d’un tuteur coronarien, ABSORB™ a présenté des résultats cliniques acceptables à très long terme comparativement aux tuteurs métalliques de deuxième génération. La deuxième étude s’intéresse quant à elle aux caractéristiques angiographiques de resténose des BVS. Elle a démontré qu’à long terme, la resténose des BVS devient de plus en plus diffuse, et était associée à des issues cliniques moins favorables. Le dernier chapitre de ce mémoire se constitue d’une ouverture conclusive présentant les différentes endoprothèses biorésorbables actuellement à l’étude ou en cours de développement en soulignant leurs principales différences avec ABSORB™. / More than 40 years ago, interventional cardiology was born and has continued to revolutionize the management of coronary atherosclerosis. Bioresorbable Vascular Scaffolds (BVS) were designed to alleviate the risks associated with the permanent presence of metal stents in the arteries. In theory, they provide a transient mechanical support for sealing dissections and preventing vasospasm and constrictive remodeling in addition to a drug-eluting function before complete bioresorption and restoration of coronary vasomotion. Enthusiasm around the ABSORB™ bioresorbable scaffold was mitigated by a sustained risk of scaffold thrombosis. This thesis will first review the molecular basis of atherosclerosis. It will then discuss the management of atherosclerotic coronary artery disease, the history of interventional cardiology and its multiple revolutions. Then, two clinical studies that were conducted as part of this work will be presented. The first study that evaluates the role of BVS in the revascularization of extensive coronary artery disease (multivessel or diffuse) showed that, in such an unfavorable context for the deployment of a coronary stent, ABSORB™ has shown acceptable clinical results in the very long term compared to second generation drug-eluting stents. The second study focuses on the angiographic patterns of BVS restenosis. It showed that in the long term, the pattern of restenosis tended to be more diffuse than focal and that restenosis was associated with less favorable clinical outcomes. The final chapter of this thesis presents the different bioresorbable scaffolds currently under study or under development while highlighting their main differences with ABSORB™.