Les difficultés respiratoires chez les blessés médullaires (BM) nuisent à leur qualité de vie. Le fonctionnement des muscles respiratoires (MR) chez les blessés médullaires (BM) est dépendant du niveau de la lésion à la moelle épinière. Le but de cette étude est de déterminer la consommation en oxygène des muscles respiratoires (VO2MR) durant une épreuve inspiratoire progressive chez les BM. Un groupe de 6 participants tétraplégiques (C4-C7) et un groupe témoin (GT) de 10 participants ont été recrutés pour effectuer une épreuve inspiratoire à l'aide d'une valve Hans-Rudolph modifiée. Avant l'épreuve, la capacité vitale lente, les pressions inspiratoire et expiratoire maximales (PImax et PEmax) ont été mesurées. Durant le test progressif, la pression inspiratoire à la bouche (PiB) augmentait à chaque palier de deux minutes. La progression des charges était de 0g, 50g, 100g et 200g (~20cmH2O). La VO2MR a été mesurée à chaque palier et la fréquence respiratoire a été imposée à 12 respirations par minute. Dans les deux groupes, la VO2RM a augmenté linéairement en fonction du %PImax (BM, r=0.96, p=0.03 et GT, r=0.97, p=0.04) et a tendance à être plus faible chez les participants BM que ceux des participants GT (intersection y, 257±9,4 et 307±10,8 ml*min-1, et la pente, 2.92±0.6 et 4.27±0.8 ml*min-1*%PImax-1, respectivement). Toutefois, nous n'avons pu atteindre une différence significative entre les deux groupes pour la VO2MR (F(l4,1)=3,7, p=0,08, P=0,43, effet de taille (r)=0,21) En conclusion, il semble qu'un test progressif de deux minutes par palier permet de déterminer la progression de la VO2RM et pourrait servir d'évaluation respiratoire dans le cadre d'un programme de réadaptation. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : muscles respiratoires, VO2, blessés médullaires, test progressif

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

La production porcine joue un rôle très important dans l'économie et l'alimentation de nombreux pays. En 2010, environ 1 billion de porcs ont été produits à une échelle mondiale. Cette intensification de l'élevage rend de plus en plus difficile le maintien d'une biosécurité optimale et démontre l'importance de développer des vaccins efficaces contre les pathogènes porcins. Les vaccins conventionnels sont à base d'organismes entiers vivants atténués ou inactivés par un processus chimique. Toutefois, un regain de la virulence pour les premiers types de vaccins, résultant alors en des maladies au lieu de la protection espérée, ou encore un processus inapproprié d'inactivation et une réponse immunitaire faible pour les deuxièmes sont d'autant d'inconvénients importants auxquels les intervenants en santé animale et les éleveurs sont confrontés. Le développement de nouvelles stratégies vaccinales est donc nécessaire afin de contrecarrer les inconvénients liés à l'utilisation des vaccins conventionnels. Parmi les virus affectant les troupeaux porcins, le virus du syndrome reproducteur et respiratoire porcin (« Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome Virus », PRRSV) demeure celui qui représente le plus gros défi. En effet, bien que le PRRSV soit bien caractérisé et que des outils de contrôle aient été mis en place, les infections par le PRRSV sont répandues dans le monde entier et les éclosions sont récurrentes. Les vaccins disponibles actuellement sur le marché ne permettent pas d'assurer une protection optimale et sécuritaire. Dans la première partie de cette thèse, nous avons proposé une alternative aux procédures vaccinales utilisées jusqu'à maintenant. Cette procédure, basée sur l'induction d'une immunité mucosale et systémique, est totalement innovatrice pour le contrôle du PRRSV. Pour cela, des vaccins sous-unitaires à base d'adénovirus recombinant (rAdVs) réplicatifs mais non disséminatifs ont été générés afin d'exprimer des protéines d'intérêt du PRRSV. Ces protéines étaient la protéine de matrice M et la glycoprotéine d'enveloppe GP5 qui est porteuse des épitopes neutralisants majeures. Différentes mutations ont été également introduites dans la GP5 (GP5m) afin d'augmenter la réponse immunitaire induite. Une stratégie de vaccination combinatoire rAdV/protéine recombinante GP5 (rGP5) a aussi été testée. Nos différentes stratégies de vaccinations ont permis de générer une réponse immunitaire spécifique chez le porc, la stratégie combinatoire rAdV/rGP5 permettant d'induire la meilleure réponse en anticorps. Cependant, suite à une infection expérimentale, les animaux ayant reçu une vaccination à base de rAdVs co-exprimant les protéines M et GP5m sont ceux chez lesquels la virémie était la plus faible. La deuxième partie de cette thèse a consisté à développer des vaccins bivalents ciblant trois pathogènes impliqués dans une entité clinique appelée complexe respiratoire porcin. Ces trois pathogènes étaient le PRRSV, le circovirus porcin de type 2 (PCV2) associé principalement au syndrome de dépérissement post-sevrage (SDPS) et Mycoplasma (M.) hyopneumoniae qui est l'agent de la pneumonie enzootique. Des vaccins à base de rAdVs non réplicatifs ont été développés afin d'exprimer des protéines d'intérêt de chacun des pathogènes. Ces protéines sont la GP5 du PRRSV, la protéine de capside (Cap) du PCV2 et la portion C-terminale de la protéine d'adhésion P97 (P97c) de M. hyopneumoniae. L'immunisation de souris par voie intramusculaire a permis de démontrer la capacité de ces différents vaccins bivalents à générer une réponse en anticorps spécifiques à chacun des antigènes. De plus, la P97c, lorsque fusionnée avec les protéines Cap ou GP5, a permis d'augmenter la réponse en anticorps dirigés contre ces protéines virales suggérant un effet immunopotentiateur de la P97c. En conclusion, ces travaux ont permis de démontrer l'efficacité d'une nouvelle stratégie vaccinale pour lutter contre le PRRSV et l'immunogénicité de vaccins bivalents contre des pathogènes d'importance chez le porc. De plus, ils suggèrent que la protéine P97c de M. hyopneumoniae pourrait avoir un effet adjuvant. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Virus du syndrome reproducteur et respiratoire porcin, Circovirus porcin, Mycoplasma hyopneumoniae, Adénovirus recombinant, Protéines M et GP5, Cap, P97c, Réponse immune, Porc, Souris.

Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2003. / Bibliogr.: f. 71-81. Publié aussi en version électronique.

Les patients atteints de syndromes d’hypoventilation centrale ont une hypoventilation associée à une sensibilité au CO2 réduite ou abolie, au moins pendant le sommeil. A ce jour, il n’existe pas de traitement pharmacologique (Gozal, 1998, Cielo & Marcus, 2014). Ce constat nous a conduit à étudier les mécanismes de modulation de la commande centrale respiratoire (CCR) de base ou lors d’une hypercapnie par 3 molécules distinctes (i.e. l’étonogestrel, l’érythropoïétine, la leptine) dontl’implication dans la réponse ventilatoire à l’hypercapnie préalablement démontrée ou suggérée a éveillé un intérêt thérapeutique.Dans ce contexte, l’objectif de ces travaux de thèse a constitué d’une part à caractériser l’influence de ces molécules sur la ventilation de base et sur la réponse ventilatoire à l’hypercapnie,d’autre part à déterminer en parallèle leurs mécanismes d’action. Pour aborder cette problématique,nous avons mené nos expérimentations sur des souris sauvages recevant de l’étonogestrel et des souris génétiquement modifiées sous-exprimant l’érythropoïétine (Epo-TAgh) et déficientes en leptine(ob/ob). Afin appréhender les mécanismes centraux mis en jeu par l’ETO en normocapnie, nous avons couplé l’analyse de la CCR lors d’applications pharmacologiques à de l’histologie fonctionnelle sur des préparations ex vivo de bulbe rachidien-moelle épinière isolé de souris nouveau-née. En revanche pour étudier les mécanismes d’actions de l’Epo et la leptine en normocapnie et lors d’une hypercapnie,nous avons couplé une analyse des variables ventilatoires enregistrées par pléthysmographie à de l’histologie fonctionnelle sur des souris ob/ob et Epo-TAgh. Pour ces dernières, une analyse de la CCR sur des préparations ex vivo de bulbe rachidien-moelle épinière isolé de souris nouveau-né Epo-TAgha également été réalisée. Nos données obtenues chez l’animal sauvage sont permis de mettre en évidence un effet dose dépendant de l’ETO sur la fR de base en normocapnie. L’effet global du progestatif semble résulter de la sommation d’un effet facilitateur bulbaire dépendant d’interactions avec des récepteurs GABAA etNMDA et de l’activation des systèmes sérotoninergiques. L’ensemble de nos expériences réalisées sur les souris génétiquement modifiées Epo-TAgh et ob/ob ont permis de conclure que l’Epo ou la leptine n’était pas nécessaire à l’obtention d’une réponse ventilatoire à l’hypercapnie mais qu’un déficit en Epo ou en leptine induisait une modification du patron ventilatoire et du réseau neuronal activé par l’hypercapnie au niveau bulbaire pour l’Epo et également supra-bulbaire et diencéphalique pour la leptine. Nous posons ainsi l’hypothèse que ces modifications soient reliées à une plasticité neuronale importante induite par la déficience en Epo et en leptine. Les données obtenues ouvrent des perspectives quant au fait de déterminer si les mécanismes enclenchés par les progestatifs de la famille des gonanes visant à moduler la CCR pourraient être utilisés comme une alternative thérapeutique pertinente pour le traitement des troubles respiratoires rencontrés chez des patients souffrants de syndrome d’hypoventilation centrale. Enfin, la plasticité du réseau neuronal respiratoire induite par la déficience en Epo et en leptine pourrait aider à comprendre plus encore les mécanismes de la chémoréception centrale au CO2/H+ et mettre en avant des cibles thérapeutiques potentielles jusque-là insoupçonnées pour le traitement des CHS. / Non communiqué

Le comportement respiratoire est unique en ce qu’il requiert l’activation permanente de muscles squelettiques. Le contrôle exécutif de la respiration repose sur des groupes d’interneurones connectés par des synapses et formant un réseau ordonné : le générateur central respiratoire (CPG). Nous cherchons à comprendre l’implication de types neuronaux définis dans la logique de l’organisation du CPG respiratoire. Nous avons précédemment démontré que les neurones constitutifs du – complexe preBötzinger (preBötC) – le générateur du rythme inspiratoire, dérivaient de progéniteurs neuraux exprimant le gène à homéoboite Dbx1. J’étudie ici, par traçage viral monosynaptique chez des souriceaux, les neurones prémoteurs à l’interface entre le générateur de rythme et les motoneurones phréniques innervant le diaphragme. Je montre que les principaux neurones prémoteurs formant – le groupe respiratoire ventral rostral (rVRG) – sont aussi des neurones de type V0. Ce travail révèle une organisation des circuits inspiratoires dans laquelle les lignages cellulaires de types V0 sont cruciaux pour établir (i) le preBötC (générateur du rythme) et le rVRG (suiveur du rythme) et (ii) un dessin de connectivité assurant bilatéralement l’amplitude équilibrée et la synchronisation de la commande motrice des nerfs phréniques requise pour respirer efficacement. / Breathing uniquely engages permanent rhythmic contractions of skeletal muscles in a bilaterally synchronized manner. The executive control of respiration imparts on sets of brainstem interneurons synaptically assembled into an ordered network: the respiratory central pattern generator (CPG). We investigate the relationship of defined neuronal subtypes to the organizational logic of the respiratory CPG. We have previously demonstrated that neural progenitors expressing the homeobox gene Dbx1 give rise to V0 neurons that go on forming the – preBötzinger complex (preBötC) -- the inspiratory rhythm generator. I now study, via monosynaptic viral tracing in early postnatal mice, the premotor neurons that interface the rhythm generator to output phrenic motor neurons innervating the main inspiratory pump muscle, the diaphragm. I show that the principal premotor neurons in the – rostral ventral respiratory group (rVRG) – are also V0 interneurons. This work reveals an organization of inspiratory circuits in which V0 cell lineages are crucial for establishing (i) the preBötC (rhythm generator) and the rVRG (rhythm follower) and (ii) a connectivity design that secures the bilaterally balanced amplitude and temporal synchronicity of rhythmic phrenic motor drives necessary for efficient breathing.

Les travaux présentés consistaient à étudier l'impact de l'inflammation des voies aériennes supérieures sur l'inflammation des voies aériennes inférieures, grâce à un modèle de provocations allergéniques nasales multiples. Dans la première partie, une revue de littérature a été effectuée pour repérer des instruments validés pour l'évaluation des symptômes lors de provocations allergéniques nasales. Aucun instrument validé n'a été trouvé, démontrant la difficulté de comparer les études portant sur ce sujet. Dans la deuxième partie, les réponses physiologiques et inflammatoires suite à des provocations allergéniques nasales multiples chez des sujets rhinitiques avec ou sans asthme ont été comparées. Chez les sujets non-asthmatiques, nous avons noté un écoulement nasal plus important que chez les sujets asthmatiques quoique ces derniers avaient davantage d'obstruction nasale. Une augmentation de l'inflammation des voies aériennes supérieures après 4 jours de provocations antigéniques a été observée dans les 2 groupes, mais sans induire d'augmentation significative de l'inflammation des voies aériennes inférieures. Nous avons noté une insuffisance de standardisation des études portant sur les provocations nasales. Un modèle de provocation allergénique nasale a ensuite été développé pour comparer les réponses physiologiques et inflammatoires de sujets rhinitiques avec ou sans asthme et des différences ont été notées entre les deux groupes étudiés pour ce qui est de ces dernières caractéristiques. Des études additionnelles sont requises afin de déterminer quelles seraient les méthodes optimales de provocation nasale afin de pouvoir mieux comparer les études entre elles, de mieux standardiser ces méthodes et ainsi aider à comprendre l'impact de la rhinite allergique sur l'asthme.

Les vecteurs permettant la transmission des infections nosocomiales ne sont pas toujours bien identifiés. Les risques représentés par les virus aéroportés dans les milieux de soins doivent être étudié davantage. Ce mémoire présente des méthodologies pour détecter la présence de virus aéroportés et évaluer leur résistance dans cet état. Le virus influenza, le norovirus et le virus respiratoire syncytial y sont à l’étude. Deux techniques d’échantillonnage furent utilisées soit un échantillonnage à sec (NIOSH 251) et un échantillonneur liquide (Coriolis µ®). Les ADNc viraux furent détectés par qPCR. La résistance des norovirus à l’aérosolisation a été démontrée à l’aide d’un virus-modèle, le norovirus murin. La première détection des norovirus dans l’air de milieux de soins y est décrite. La présence du virus influenza dans l’air a aussi été démontrée. Le virus respiratoire syncytial n’a pu être mis en évidence dans l’air. Les virus pathogènes peuvent être aéroportés et représenter un risque infectieux. / The route of transmission of healthcare associated infections is not always well defined. The airborne dissemination of influenza virus, norovirus and respiratory syncytial virus has to be assessed. This thesis presents methodologies to detect airborne viruses and some innovative way to assess their resistance through the airborne route. Two sampling techniques were used, more precisely a dry sampling using a NIOSH 251 impactor and a liquid sampling using a Corriolis µ®. Viral cDNA was detected by real-time PCR. To assess the resistance of norovirus through the air route we used a cultivable experimental model; the murine norovirus. This thesis presents the first detection of airborne norovirus in a healthcare setting. Influenza virus was detected in the air of an emergency department and in the room of influenza positive patient. Respiratory syncytial virus could not be detected in an airborne state. Pathogenic virus can be disseminated through the airborne route and could represent an infectious risk.

L'exposition de souris au lipopolysaccharide (LPS) par le poumon est une intervention couramment utilisée à plusieurs fins dans la recherche expérimentale sur les poumons. Cependant, le spectre complet des altérations pulmonaires physiologiques causées par le LPS n'est pas défini. Ici, nous avons utilisé le flexiVent pour caractériser les changements dans la mécanique respiratoire induits par une seule exposition intranasale à une solution saline ou au LPS à 1 ou 3 mg/Kg chez des souris mâles C57BL/6. Ils ont été étudiés 24, 48 ou 96 h après l'exposition. Le système respiratoire a été sondé à la fois dans une petite plage de faibles volumes en utilisant l'oscillométrie et dans une large plage qui comprend des volumes élevés en utilisant des inspirations profondes et des manœuvres pression-volume. L'inflammation et les altérations histologiques ont également été examinées. Le LPS a provoqué une inflammation neutrophilique dans les lavages broncho-alvéolaires (BAL) et des infiltrations de cellules inflammatoires dans le tissu pulmonaire. Il a également augmenté la concentration de protéines totales dans les fluides des BAL et le nombre de cellules caliciformes dans l'épithélium. La mécanique respiratoire évaluée par oscillométrie a été légèrement affectée par le LPS, le changement le plus évident étant une augmentation de l'élastance. Le LPS affectait de manière plus marquée les lectures obtenues en sondant le système respiratoire dans une large plage comprenant des volumes élevés. En particulier, il a diminué la compliance et tous les volumes pulmonaires, y compris la capacité inspiratoire, la capacité pulmonaire totale, le volume résiduel et la capacité vitale. La plupart des altérations se sont produites tôt (24 h) et la plupart étaient initialement d'une ampleur similaire entre les deux doses de LPS. Ces altérations se sont ensuite souvent aggravées de 24 à 48 h, et cette aggravation était généralement plus importante et plus persistante (96 h) chez les souris exposées à 3 versus 1 mg/Kg. Nous soutenons que la plupart des altérations mécaniques causées par le LPS proviennent principalement de la consolidation pulmonaire. / Exposing mice to lipopolysaccharide (LPS) through the lung is an intervention commonly used for several purposes in experimental lung research. However, the full spectrum of physiological lung alterations caused by LPS is undefined. Here in, we have used the flexiVent to characterize the changes in respiratory mechanics induced by a single intranasal exposure to saline or LPS at either 1 or 3 mg/Kg in male C57BL/6 mice. They were studied 24, 48 or 96 h after exposure. The respiratory system was probed both within a small range of low volumes using oscillometry and within a large range that includes high volumes using deep inflations and pressure-volume maneuvers. Inflammation and histological alterations were also examined. LPS caused neutrophilic inflammation in bronchoalveolar lavages(BAL) and infiltrations of inflammatory cells within the lung tissue. It also rose the concentration of total proteins in BAL fluids and the number of goblet cells with in the epithelium. Respiratory mechanics assessed by oscillometry was modestly affected by LPS, the most obvious change being augmented elastance. LPS more markedly affected readouts obtained by probing the respiratory system within a large range that includes high volumes. In particular, it decreased compliance and all lung volumes, including inspiratory capacity, total lung capacity, residual volume and vital capacity. Most alterations occurred early (24 h) and most were initially of similar magnitude between the two doses of LPS. These alterations then often worsened from 24 to 48 h, and this worsening was generally greater and more persistent (96 h) in mice exposed to 3 versus 1 mg/Kg. We make the argument that most mechanical alterations caused by LPS mainly stem from lung consolidation.

L’asthme allergique est caractérisé par une inflammation, un remodelage bronchique et une hyperréactivité bronchique (HRB). L’infiltration de fibrocytes, précurseurs des cellules musculaires lisses (CML) et exprimant le CD34, participe à l’hyperplasie du muscle lisse, cause potentielle de l’HRB. Cependant, l’expression du CD34 sur les CML ainsi que son rôle dans leur contraction et la réactivité du système respiratoire (SR) n’ont jamais été étudiés. L’objectif principal de ce projet était d’étudier le rôle du CD34 sur la contractilité des CML et la réactivité du SR dans l’asthme. Une perte de réactivité a été observée chez les souris Cd34-/- dans un modèle d’asthme. Celle-ci n’est pas reliée à une différence de la capacité contractile des CML en l’absence du CD34. Elle semble plutôt influencée par une altération des éléments non-contractiles tels que la production de mucines. Bref, cette étude a permis d’étudier l’importance de l’expression du CD34 dans le développement de l’HRB. / Allergic asthma is a chronic pulmonary disorder characterized by airway inflammation, airway remodeling and airway hyperresponsiveness (AHR). Hyperplasia of smooth muscle cells (SMCs) (potential mechanism of AHR) is influenced by CD34+ fibrocytes, which are known as smooth muscle precursors. However, CD34 expression on SMCs and its role on SMCs contractility have never been studied. The principal aim of this thesis was to study the role of CD34 on SMCs contractility and airway reactivity in the context of allergic asthma. In a mouse model of allergic asthma, a loss of airway reactivity was observed in sensitized Cd34-/- mice, which was not caused by alterations in the contractile capacity of SMCs. Instead, non-contractile elements (such as mucin production) seemed to be involved in this phenotype. Briefly, this study shows the importance of CD34 expression in the development of AHR associated with asthma.