Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

L’objectif de ce travail a été de tester l’hypothèse selon laquelle l’effet bénéfique de l’administration de la forme recombinante de l’activateur tissulaire du plasminogène (rt-PA) chez le patient victime d’un accident vasculaire cérébral (AVC) ischémique ne résulte pas uniquement de son action fibrinolytique mais aussi de sa capacité à augmenter le brain-derived neurotrophic factor (BDNF) dans le cerveau. Dans ce but, nous avons conduit une première étude visant à évaluer chez l’animal sain, l’effet du rt-PA sur les taux cérébraux de BDNF. Dans une seconde approche, nous avons étudié l’effet du rt-PA sur les taux sériques de BDNF chez le patient victime d’un AVC ischémique et chez l’animal soumis à une ischémie cérébrale focale. Le sang a été prélevé chez l’Homme à l’admission (J0), J1, J7 et J90 après l’AVC, et chez le Rat avant et après (1h, 4h et 24h) l’ischémie. Le BDNF a été mesuré dans le cerveau par technique de Western blot et dans le sang par technique ELISA. Dans les deux études le rt-PA (Actilyse®) a été administré sous forme d’un bolus suivi d’une perfusion d’une heure. La première étude montre que 1) le rt-PA augmente les taux de BDNF dans l’hippocampe, 2) le traitement par MK801 (un antagoniste des récepteurs NMDA) mais pas par l’acide tranexamique (un inhibiteur de la plasmine) annule l’effet du rt-PA sur les taux de BDNF. La deuxième étude met en évidence que 1) la récupération neurologique est meilleure chez les patients recevant le rt-PA, 2) le traitement par rt-PA augmente les taux sériques de BDNF à J1 et J7 chez l’Homme, mais ne modifie pas les taux sanguins de BDNF chez l’animal, 3) les taux de BDNF ne sont pas corrélés à la récupération neurologique mais sont inversement corrélés au score cardiovasculaire du patient. En conclusion, nos résultats suggèrent que le rt-PA peut exercer un effet protecteur extra-fibrinolytique en augmentant les taux de BDNFm par une potentialisation de l’activité glutamatergique. Même si le rt-PA induit une meilleure récupération neurologique et augmente les taux circulants de BDNF chez les patients victimes d’un AVC, l’absence de corrélation entre ces deux paramètres n’est pas en faveur de l’utilisation du BDNF circulant comme un marqueur prédictif de récupération neurologique, mais pourrait être un reflet de la capacité de l’endothélium à sécréter le BDNF. / Our objective was to test the hypothesis that the beneficial effect of the administration of the recombinant form of tissue plasminogen activator (rt-PA) in ischemic stroke patient not only results from its fibrinolytic activity but also from its ability to increase brain-derived neurotrophic factor (BDNF) in the brain. To this end, we conducted an initial study to evaluate the effect of rt-PA on brain BDNF levels in healthy animals. In a second study, we investigated the effect of rt-PA on serum BDNF levels in ischemic stroke patients and in animals subjected to permanent focal cerebral ischemia. Blood samples were obtained from patient on admission (D0), D1, D7 and D90 after stroke and in rats before and after (1h, 4h and 24h) ischemia. BDNF was measured in the brain by Western blot and in the blood by ELISA. In both studies, the rt-PA (Actilyse®) was administered as a bolus followed by an infusion of one hour. The first study evidences that 1) rt-PA increases the BDNF levels in the hippocampus, 2) treatment with MK801 (a NMDA receptor antagonist) but not with tranexamic acid (a plasmin inhibitor) canceled the effect of rt-PA on BDNF levels. The second study exhibits that 1) neurological recovery was higher in the patients receiving rt-PA, 2) treatment with rt-PA increases serum BDNF at D1 and D7 in patients, but does not change the blood BDNF levels in animals, 3) BDNF levels are not correlated with neurological recovery but are inversely correlated to the patient cardiovascular score. In conclusion, our results suggest that rt-PA may have a protective extra-fibrinolytic effect by increasing in BDNF levels through a potentiation of glutamatergic pathway. Although rt-PA induces a better neurological recovery and increases circulating BDNF levels in stroke patients, the lack of correlation between these two parameters is not in favor of using circulating BDNF as a predictive marker of neurological recovery, but could be a reflect of the endothelium ability to synthesize BDNF.

Dans le monde, une naissance sur 10 est prématurée, se produisant avant 37 semaines de gestation, et environ 1% sont très prématurées (<30 semaines de gestation). La prématurité est associée à des altérations de la structure et fonction cardiovasculaire qui persistent à l’âge adulte et sont liées aux maladies cardiovasculaires. Il n’y a cependant pas de recommandations cliniques pour le suivi de la santé cardiovasculaire chez les jeunes adultes nés très prématurément. Cette thèse porte sur la prévention des maladies cardiovasculaires dans cette nouvelle population à risque. Ses objectifs principaux sont de décrire les effets à long terme de la prématurité sur la santé adulte et de présenter les avenues de prévention et d’intervention permettant de mitiger ces effets. Son premier chapitre présente une revue de la littérature pertinente alors que son second détaille les méthodes employées pour obtenir les résultats présentés dans les chapitres suivants. Brièvement, la cohorte HAPI (Health of Adults born Preterm Investigation) est constituée de jeunes adultes nés entre 1986 et 1996 au Québec soit prématurément (<30 semaines de gestation) ou à terme (>37 semaines de gestation). C’est la population étudiée dans les chapitres 3 à 5. Le chapitre 3 présente une diminution de la capacité aérobie à l’effort chez les sujets nés prématurément et explore les facteurs y contribuant, incluant des paramètres hémodynamiques cardiaques. Le chapitre 4 examine la perception de la santé et l’utilisation des services de santé dans cette cohorte et comment ceux-ci sont influencés ou non par les paramètres de santé objectifs identifiés précédemment dans le cadre de l’étude HAPI. Le chapitre 5 présente un plaidoyer en faveur d’un suivi médical à long terme des individus nés très prématurément dont les arguments proviennent de témoignages des participants de l’étude HAPI. Enfin, le chapitre 6 présente les résultats de l’étude HAPI Fit qui avait pour but d’évaluer les effets chez de jeunes adultes nés très prématurément d’une intervention de 14 semaines en activité physique principalement sur la capacité aérobie maximale et secondairement sur les paramètres de santé cardiovasculaire. L’ensemble de ces résultats permet de brosser un portrait des conséquences cardiovasculaires à long terme de la prématurité et des moyens disponibles pour les mitiger. La dissémination de ces résultats à la population ciblée et à ses soignants constitue la base sur laquelle pourront se bâtir de futurs programmes de prévention dans cette population à risque. / Worldwide, one in ten births is preterm, occurring before the 37th week of gestation, and approximately 1% are very preterm (<30 weeks of gestation). Preterm birth is associated with alterations of cardiovascular structure and function that persist into adulthood and are linked to cardiovascular disease. There are, however, no clinical guidelines regarding long term cardiovascular monitoring for adults who are born very preterm. This thesis’s focus is the prevention of cardiovascular disease in this new at-risk population. Its main objectives are to describe the long-term effects of prematurity on adult health and to present prevention and intervention avenues for mitigating those effects. Its first chapter presents a review of the pertinent literature while its second describes the methods that were employed to obtain results that are presented in subsequent chapters. Briefly, the HAPI (Health of Adults born Preterm Investigation) cohort recruited young adults born between 1986 and 1996 in the province of Quebec either prematurely (<30 weeks of gestation) or at term (>37 weeks of gestation). This is the population studied in chapters 3 to 5. Chapter 3 presents a diminished maximal aerobic capacity in subjects born preterm and explores contributing factors, including cardiac hemodynamic parameters. Chapter 4 examines health perception and healthcare use in the cohort and how these are influenced or not by objective health measurements previously performed in the HAPI study. Chapter 5 advocates for long-term medical follow-up in young adults born preterm, using testimonials from participants in the HAPI cohort. Finally, chapter 6 presents results from the HAPI Fit study which aimed to evaluate the effects in young adults born very preterm of a 14-week exercise intervention on their maximal aerobic capacity and cardiovascular health parameters. Overall, these results allow us to paint a global picture of long-term cardiovascular consequences of prematurity and of possible ways to mitigate them. Dissemination of these results to the target population and their healthcare providers constitute the basis of future prevention programs in this new at-risk population.

Ces dernières années, la compréhension de la relation entre l'alimentation et la santé métabolique, en particulier dans le contexte du diabète de type 2 (T2D), est devenue de plus en plus importante. Les régimes riches en graisses (HFD) sont connus pour exacerber les conditions diabétiques, menant à des complications telles que l'obésité, un métabolisme déséquilibré, des problèmes cardiovasculaires et un dysfonctionnement rénal. À l'inverse, les régimes cétogènes (KD) et la supplémentation en cétones (KP), connus pour augmenter le taux de corps cétoniques dans le sang, ont attiré l'attention pour leur potentiel dans la gestion du poids, l'amélioration du contrôle de la glycémie et l'atténuation des complications associées au diabète de type 2. L'étude a pour but d'évaluer l'efficacité du KD et de KP dans la gestion de la pathogenèse du T2D et la réduction de la progression de la maladie rénale diabétique dans un modèle de souris, en se concentrant sur les changements dans les indicateurs métaboliques et de santé rénale. Cette étude a examiné les effets de diverses interventions diététiques (HFD, KD, KP) sur une série de paramètres de santé rénale dans un modèle murin de T2D. Sur une période de 15 semaines, le T2D a été induit chez les souris, suivi d'une exposition de six semaines à différents régimes. La recherche s'est concentrée sur l'évaluation des changements dans le poids corporel, la prise alimentaire, la glycémie et les niveaux de cétone, la tolérance à l'insuline et au glucose, et les fonctions cardiovasculaires et rénales. L'évaluation des fonctions rénales comprenait le rapport albumine/créatinine, l'azote uréique du sang (BUN), les niveaux de cystatine C et l'histopathologie. En outre, l'étude a examiné l'impact de ces régimes sur l'accumulation de lipides dans les tissus rénaux et les niveaux de triglycérides plasmatiques, afin de comprendre les implications métaboliques plus larges des choix alimentaires dans la gestion du T2D. Les résultats ont indiqué que les souris suivant un régime KD présentaient des améliorations significatives dans plusieurs paramètres par rapport à celles suivant un régime HFD. Cela incluait une réduction du poids corporel, une meilleure maîtrise glycémique, une sensibilité accrue à l'insuline et une meilleure santé cardiovasculaire et rénale. En revanche, la supplémentation en KP n'a pas montré d'effet aussi prononcé dans plusieurs aspects, y compris l'amélioration du contrôle glycémique et de la fonction rénale. Intéressant, bien que le régime KD ait été efficace pour réduire les niveaux de triglycérides plasmatiques, il a paradoxalement conduit à une augmentation de l'accumulation de lipides dans les tissus rénaux. En conclusion, l'étude souligne l'efficacité du régime cétogène dans la gestion du poids, l'amélioration des marqueurs métaboliques et la réduction des complications liées au diabète dans un modèle de souris de T2D. Elle met également en évidence la complexité des réponses métaboliques aux interventions diététiques, en particulier en ce qui concerne la santé rénale et le métabolisme des lipides. Les résultats suggèrent que, bien que le régime KD puisse offrir de nombreux avantages pour la santé dans le contexte du diabète, il pourrait également induire des adaptations métaboliques spécifiques à certains organes. / In recent years, understanding the relationship between diet and metabolic health, particularly in the context of type 2 diabetes (T2D), has become increasingly important. High-fat diets (HFD) are known to exacerbate diabetic conditions, leading to complications such as obesity, dysregulated metabolism, cardiovascular issues, and renal dysfunction. Conversely, ketogenic diets (KD) and ketone supplementation (KP) known to elevate ketone bodies in the blood, have been gaining attention for their potential in managing weight, improving glycemic control, and mitigating complications associated with T2D. The study aims to evaluate the effectiveness of KD and KP in managing T2D pathogenesis and reducing the progression of diabetic kidney disease in a mouse model, focusing on changes in metabolic and renal health indicators. This study investigated the effects of various dietary interventions (HFD, KD, KP) on a range of kidney health parameters in a mouse model of T2D. Over 15 weeks, T2D was induced in mice, followed by a six-week exposure to different diets. The research focused on evaluating changes in body weight, food intake, blood glucose and ketone levels, insulin and glucose tolerance, and cardiovascular and renal function. Renal assessment included albumin-to-creatinine ratio, Blood urea nitrogen (BUN), Cystatin C levels, and histopathology. Additionally, the study examined the impact of these diets on lipid accumulation in renal tissues and plasma triglyceride levels, aiming to understand the broader metabolic implications of dietary choices in T2D management. Results indicated that mice on a KD exhibited significant improvements in several parameters compared to those on an HFD. These included reductions in body weight, enhanced glycemic control, improved insulin sensitivity, and better cardiovascular and renal health. In contrast, the KP supplementation group did not show as pronounced an effect in several aspects, including glycemic control and renal function improvement. Interestingly, while KD was effective in reducing plasma triglyceride levels, it paradoxically led to increased lipid accumulation in renal tissues. In conclusion, the study underscores the effectiveness of a ketogenic diet in managing weight, improving metabolic markers, and mitigating diabetes-related complications in a mouse model of T2D. It also highlights the complexity of metabolic responses to dietary interventions, especially concerning renal health and lipid metabolism. The results suggest that, while the KD diet may offer many health benefits in the context of diabetes, it may also induce organ-specific metabolic adaptations.