L’activateur tissulaire du plasminogène (tPA) est une protéase initialement découverte dans le sang pour son rôle fibrinolytique. C’est pour cette fonction que le tPA recombinant est utilisé pour traiter la phase aigüe de l’accident vasculaire cérébral (AVC) ischémique, même s’il présente quelques limites. Le tPA exogène peut passer du compartiment vasculaire au parenchyme cérébral où il peut influencer des processus physiologiques, et participer au devenir neuronal, notamment aggraver la mort neuronale lors d’un AVC ischémique. Le laboratoire a montré que le tPA peut traverser la barrière-hémato-encéphalique (BHE), par transcytose au travers des cellules endothéliales de la BHE et cela sous le contrôle des récepteurs LRP1 (Low density lipoprotein receptor-related protein 1). D’autres barrières existent au sein du système nerveux central notamment la barrière sang-liquide cérébrospinal (BSLCS), formée par les plexus choroïdes (PCs). Les PCs sont une route de migration pour les cellules inflammatoires et le LCS peut véhiculer des solutés, via les espaces péri-artériels, vers le parenchyme cérébral. Ainsi, dans notre première étude, nous avons testé l’hypothèse d’un passage du tPA vasculaire par les PCs. Pour cela, nous avons produit un tPA traçable in vivo et in vitro. Nous avons commencé par étudier la distribution du tPA suite à une injection intraveineuse (IV) avec comme focus les PCs et le LCS. Nos résultats montrent que le tPA exogène, suite à une injection IV, est retrouvé de manière séquentielle dans les PCs puis dans le LCS. Le tPA est donc capable de traverser les PCs. Nous avons alors développé un modèle de culture primaire de cellules épithéliales de PCs (CPECs) de souris pour disséquer le(s) mécanisme(s) sous-jacents à l’internalisation du tPA par les CPECs. Ce modèle nous a permis de montrer que l’internalisation du tPA par les CPECs est un phénomène actif, médié par un membre de la famille des récepteurs LRP, mais qui n’est ni LRP1, ni LRP2. Nous avons également mis en évidence la nécessité du domaine Finger du tPA pour son internalisation par les CPECs. Une étude préliminaire dans un modèle d’AVC suggère que l’ischémie modifie la cinétique de passage du tPA, puisqu’il y a plus de tPA dans les PCs des souris ischémiées que les souris non ischémiées.Dans une deuxième étude nous nous sommes intéressés à l’effet du tPA endogène sur les PCs. Nous montrons que l’absence de tPA endogène n’influence ni la morphologie des PCs, ni la diffusion du LCS. De plus, nous montrons que cette absence de tPA n’influence pas le nombre de macrophages et de lymphocytes T dans les PCs en conditions basales. / Tissue-type plasminogen activator (tPA) is a protease initially discovered in the blood for its fibrinolytic role. Accordingly, recombinant tPA has become the gold standard to treat the acute phase of ischemic stroke, despite some limitations. Exogenous tPA can switch from the vascular compartment to the brain parenchyma, where it can influence physiological processes, and participate in neuronal fate, including a worsening of neuronal death during ischemic stroke. In the team, it has been shown that tPA can cross the blood-brain barrier (BBB), by a transcytosis through BBB endothelial cells, under the control of LRP1 receptors (Low density lipoprotein receptor-related protein 1). The central nervous system has other barriers, including the blood-cerebrospinal fluid barrier (BCSFB), that relies on choroid plexuses (CPs). CPs are a migration route for inflammatory cells and a major source of CSF, which carries solutes to the cerebral parenchyma, via peri-arterial spaces. Thus, in a first study, we tested the hypothesis of a passage of vascular tPA through CPs. We thus produced a fluorescent tPA that can be tracked in vivo and in vitro. We first studied the distribution of tPA following intravenous (IV) injection, focusing on CPs and CSF. We show that after an IV injection, exogenous tPA is sequentially found in the CPs and then in the CSF. tPA is therefore able to cross the CPs. We then developed a model of primary culture of mouse choroid plexus epithelial cells (CPECs) to dissect the mechanism (s) underlying the internalization of tPA. This model allowed us to demonstrate that the internalization of tPA by CPECs is an active phenomenon, mediated by a member of the family of LRP receptors, but which is neither LRP1 nor LRP2. We also highlight the requirement for the Finger domain of tPA for its internalization by CPECs. A preliminary study in a murine stroke model suggests that ischemia alters the tPA passage kinetics, since there is more tPA in ischemic CPs than non-ischemic CPs.In a second study, we investigated the effect of endogenous tPA on CPs. We show that the absence of endogenous tPA influences neither CPs morphology nor CSF diffusion . Moreover we show that the absence of tPA does not influence the number of macrophages and T cells in the stroma of PCs under basal conditions.

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

De nombreuses études épidémiologiques et cliniques ont montré que la pollution aux particules en suspension était étroitement liée à la morbidité et à la mortalité cardiovasculaire. Les particules les plus fines, d’un diamètre aérodynamique inférieur à 2,5 µm, semblent être les plus nocives car elles peuvent pénétrer profondément dans les poumons et pourraient atteindre la circulation systémique. Une grande partie de cette fraction est constituée de particules diesel (DEP) issues du trafic automobile. Cependant, les mécanismes physiopathologiques responsables de la toxicité des particules diesel n’ont pas encore été entièrement identifiés.Afin de mieux comprendre le mode d’action des DEP, nous avons étudié dans un premier temps leurs effets sur la fonction endothéliale vasculaire. Nous avons d’abord évalué leurs effets in vitro sur les réponses vasomotrices d’aorte isolée de rat. Nous avons observé que l’incubation avec les DEP inhibait les relaxations endothélium-dépendantes à l’acétylcholine, à la fois chez le rat normo- et chez le rat hypertendu ;cet effet est réversible après ajout de superoxyde dismutase. Les réponses endothélium-indépendantes sont également altérées mais dans une moindre mesure. Ces résultats montrent que la toxicité vasculaire des DEP est due à un stress oxydatif. Nous avons ensuite analysé les effets in vivo (par voie endotrachéale) de ces DEP. Les résultats ont montré que les DEP induisaient une inhibition des réponses endothélium-dépendantes, mais uniquement chez le rat hypertendu. Il semblerait donc que, in vivo, il y ait une synergie d’action entre les DEP et l’hypertension. Cette dysfonction endothéliale est accompagnée d’une surexpression de l’ARNm de la p22phox, sous-unité de la NADPH oxydase connue pour son implication majeure dans le stress oxydatif de la paroi vasculaire.La seconde partie de notre travail a consisté à identifier des substances médicamenteuses capables de prévenir les désordres occasionnés par les DEP. Nous avons ainsi soumis des rats à différents traitements médicamenteux (rosuvastatine, apocynine et ramipril) avant de prélever leur aorte et d’évaluer l’effet des DEP sur les réponses vasomotrices. Ces traitements n’ont pas permis de protéger l’endothélium de la toxicité in vitro des DEP. Par contre, un traitement à la rosuvastatine a permis de réduire le stress oxydatif induit par l’exposition in vivo (endotrachéale) aux DEP au sein de l’aorte thoracique de rats hypertendus. Ces résultats ont été confirmés in vitro dans des cellules endothéliales humaines (HUVEC). L’effet protecteur de la rosuvastatine sur le stress oxydatif induit par les DEP semble provenir d’une interaction avec les voies de la NO synthase endothéliale et de la NADPH oxydase.Dans la troisième partie de ce travail, nous avons tenté d’identifier le rôle de l’inflammation dans la toxicité induite par les DEP. Nous avons plus particulièrement étudié l’effet des DEP sur la polarisation des macrophages. Nos résultats ont montré que les DEP étaient incapables de polariser les macrophages Mphi en macrophages pro-inflammatoires M1 ou en macrophages anti-inflammatoires M2 ;du moins, ils n’avaient aucun effet sur l’expression des marqueurs M1 (TNF-alpha et IL 1-beta) et M2 (MRC 1 et TGM2) utilisés dans cette étude. Par ailleurs, l’exposition aux DEP n’a pas permis d’inverser le phénotype des macrophages M1 ou M2. Ces résultats plaident contre un rôle important de l’inflammation dans la toxicité vasculaire induite par les DEP.Nos résultats montrent dès lors, que dans nos modèles in vitro et in vivo, la toxicité vasculaire des DEP est directement liée à la production d’anion superoxyde. Cependant, contrairement à d’autres modèles expérimentaux, nous n’avons pas pu mettre en évidence de réaction inflammatoire induite par ces microparticules. / Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques (Pharmacie) / info:eu-repo/semantics/nonPublished

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

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2008-2009 / Il y a maintenant une quinzaine d'années ± Hypoxia-inducible factor-1 ¿ (HIF-1) fut une découverte clé dans la régulation de la réponse homéostasique suite aux variations dans la disponibilité de l'oxygène. HIF-1 est un facteur hétérodimère composé d'une sous-unité constitutive, HIF-1 (3, et d'une sous-unité régulée par les niveaux d'oxygène, HIF-la. HIFl a est hydroxylée par les prolyl-hydroxylases (PHD), modification post-traductionnelle qui permet le recrutement de pVHL (product of the von Hippel-Lindau tumor suppressor gene) et du complexe E3 ligase et qui mène à l'ubiquitinylation et à la dégradation par le protéasome de HIF-la. En hypoxie, Thydroxylation est bloquée résultant en l'accumulation du complexe HIF-1 et l'activation des gènes cibles. Les études de quelques groupes, dont notre laboratoire, ont montré que HIF-la peut aussi être régulée par des stimuli non hypoxiques. Les travaux de cette thèse visent à démontrer les mécanismes par lesquels un stimulateur non hypoxique tel Ang II régule l'induction de la protéine HIF-la dans un modèle de cellules vasculaires musculaires lisses (VSMC). D'abord, la stimulation du récepteur ATi mène à l'activation de la transcription du gène de HIF-la via l'activation de la protéine kinase C (PKC) sensible aux diacylglycérols (DAG). Ang II augmente également la traduction de la protéine HIF-la via l'activation de la production de dérivés réactifs de l'oxygène (DRO) et l'activation subséquente de la voie phosphatidylinositol-3- kinase (PI3K) et de sa composante en aval, la p70S6 kinase. La p70S6K participe activement à la traduction d'ARNm contenant les séquences 5'TOP qui contiennent de 4 à 14 pyrimidines incluses dans le segment 5' non-codant notamment de l'ARNm de HIF-la. Ensuite, Ang II, via son récepteur ATI, transactive des récepteurs tyrosine kinase membranaires tels que le récepteur du ± epidermal-growth factor ¿ (EGFR) et le récepteur du ± insulin-like growth factor receptor ¿ (IGF-1R) qui ont un effet sur l'activation du complexe HIF-1 et sur l'induction protéique de HIF-la, respectivement. Enfin, la signalisation induite par Ang II mène à la stabilisation de la protéine HIF-la afin de maximiser l'induction de cette protéine hautement instable. L'état pro-oxydant induit par Ang II dans les VSMC favorise la diminution des niveaux intracellulaires d'ascorbate, cofacteur important des PHD, diminuant ainsi l'hydroxylation de HIF-la, augmentant donc sa stabilité. En somme, Ang II est un puissant activateur de HIF-1, lequel joue un rôle important dans la biologie des VSMC régulée par Ang II.

Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2011-2012 / L’hypertension artérielle pulmonaire (PAH) est une vasculopathie obstructive caractérisée par une oblitération du lumen des artères pulmonaires distales et une augmentation des résistances vasculaires menant à une augmentation des pressions pulmonaires (PAP) et une hypertrophie ventriculaire droite (RVH) compensatrice. Aucun médicament n’est capable à ce jour de stopper le processus, et lorsque l’hypertrophie compensatrice devient insuffisante, le ventricule droit (RV) se dilate et défaille. A l’origine de ce processus se trouve une hyper-prolifération, une résistance à l’apoptose et une augmentation de la motilité des cellules musculaires lisses vasculaires de l’artère pulmonaire (PASMCs), les rendant « pseudo-malignes ». Le laboratoire a précédemment démontré que le facteur de transcription NFAT (Nuclear factor of activated T-cells) est en partie impliqué dans ces désordres cellulaires en provoquant une augmentation des concentrations calciques intracellulaires et stimulant la prolifération ; et une hyperpolarisation du potentiel de membrane mitochondriale (ΔΨm) inhibant ainsi l’apoptose dépendante des mitochondries. Dans le chapitre 2 nous avons démontré pour la première fois dans le réseau vasculaire pulmonaire que le facteur de transcription STAT3 (Signal transducer and activator of transcription 3) est activé et impliqué de façon directe dans la régulation de l’expression de NFAT et de façon indirecte dans son activation via l’oncoprotéine serine/thréonine kinase Pim1 (Provirus integration site for Murine Moloney leukemia virus). L’inhibition de Pim1 in vitro et in vivo (modèle de rat injecté à la monocrotaline) est associée à une diminution de l’activité de NFATc2 et à un retour à un phénotype normal. De plus, les souris déficientes pour le gène Pim1 sont résistantes à une induction de la PAH par hypoxie ou monocrotaline. De plus nous avons démontré que l’expression de Pim1 corrèle avec la sévérité de la maladie dans le modèle expérimental et le modèle humain. Nous avons donc souligné l’intérêt de Pim1 comme cible thérapeutique et outil de diagnostic. Dans le chapitre 3, nous avons mis en évidence l’implication de la plateforme signalétique c-Src (sarcoma Schmidt-Ruppin A-2 viral oncogene homolog)/FAK (Focal adhesion kinase) dans la régulation du phénotype « pseudo malin » en partie par activation de STAT3. L’inhibition de FAK in vitro diminue la prolifération des cellules pathologiques, augmente leur sensibilité a l’apoptose et réduit leur motilité. In vivo, l’inhibition de FAK réduit les pressions pulmonaires et le remodelage vasculaire faisant de FAK une cible thérapeutique intéressante. Dans le chapitre 4 nous proposons finalement une autre option thérapeutique par l’utilisation de la dehydroepiandrosterone. Cette hormone naturelle a précédemment été remarquée comme bénéfique dans le traitement de l’hypertension artérielle pulmonaire de par ses propriétés vasodilatatrices. Nous avons montré ici qu’en inhibant STAT3 la DHEA possède également des propriétés antiprolifératives et que son utilisation clinique est prometteuse. Durant mes travaux de doctorat, j’ai pu donc mettre en évidence l’implication majeure de l’axe Src/FAK/STAT3/Pim1 dans la pathogénèse de l’hypertension artérielle pulmonaire. J’ai pu proposer diverses solutions thérapeutiques qui pourraient apporter de nouvelles issues cliniques plus ou moins rapidement. / Pulmonary arterial hypertension (PAH) is an obstructive vasculopathy characterized by distal pulmonary arteries lumen obliteration and increased vascular resistances, leading to a rise in pulmonary arterial pressure (PAP) and a compensatory right ventricular hypertrophy. Currently available therapies do not permit to reverse the established process and when the hypertrophy become insufficient, the right ventricle dilates and fails. This phenomenon is due to enhanced proliferation, survival and motility of pulmonary artery smooth muscle cells (PASMCs), which acquire a pseudo malignant phenotype. Our group previously described that the transcription factor NFAT (Nuclear factor of activated T-cells) is involved in these cellular disorders by increasing intracellular calcium level and enhancing proliferation; and by hyperpolarizing the mitochondrial membrane potential and decreasing mitochondrial-dependant apoptosis. In the Chapter 2, we demonstrated for the first time in the pulmonary vasculature, that STAT3 (Signal transducer and activator of transcription 3) regulates directly NFATc2 expression and indirectly NFATc2 activity via the oncoprotein serine/threonine kinase Pim1 (Provirus integration site for Murine Moloney leukemia virus). In vitro and in vivo Pim1 inhibition (in the monocrotaline rat model) is associated with decreased NFATc2 activity and reversion of the malignant phenotype. Moreover, Pim1 deficient mice are resistant to monocrotaline or hypoxia-induced PAH. Finally, we demonstrated that Pim1 expression correlates with disease progression both in animal and human model. Thus, we underlined Pim1 as a potent therapeutic target and an interesting diagnosis tool. In the chapter 3, we showed that the signaling hub c-Src (sarcoma Schmidt-Ruppin A-2 viral oncogene homolog)/FAK (Focal adhesion kinase) is implicated in the regulation of the PASMCs pseudo malignant phenotype, in part by activating STAT3. FAK inhibition in vitro decreases PASMCs proliferation, survival and motility. In vivo, FAK inhibition is associated with decreased PAP and decreased vascular remodeling, making FAK as an interesting therapeutic target. In the chapter 4, we suggest dehydroepiandrosterone (DHEA) as another therapeutical option. This natural hormone is known to be beneficial in PAH through their vasodilating properties. We showed here that by inhibiting STAT3 activation, DHEA also has anti-proliferating properties. Therefore, clinical use of DHEA for PAH can be promising. During my PhD studies, I showed the critical implication of the Src/FAK/STAT3/Pim1 in PAH pathogenesis. I contributed to increase the knowledge on PAH pathogenesis and suggested some therapeutical solutions that can be useful to improve patient outcome.

La gravité est une stimulation permanente pour l'organisme sur terre. La microgravité induit des modifications de nombreuses fonctionnalités, y compris celles du système cardio-vasculaire. Le but de ce travail était d‟étudier les mécanismes des modifications vasculaires induites par les modèles de microgravité. Nous avons conduit nos études chez l‟homme à l‟aide de l‟immersion sèche qui est considérée comme un des modèles reproduisant au mieux la microgravité. L'immersion sèche est le seul modèle de microgravité prolongée à imiter l'absence d‟appui. Notre travail montre que l‟immersion sèche induit une atteinte au niveau microcirculatoire avec une dysfonction endothéliale (étude des microparticules circulantes) et une atteinte de la fonction vasodilatatrice cutanée (étude par iontophorèse couplée au laser Doppler). Cette atteinte vasculaire s'intègre dans un syndrome de déconditionnement cardiovasculaire plus global que nous avons également étudié. Il comprend un nouvel équilibre hydro-sodé qui survient très rapidement, dans les 24 premières heures. Pendant la période de récupération, nous avons observé une augmentation significative du NT-proBNP qui pourrait être un marqueur biologique du déconditionnement cardio-vasculaire. Nos études sur l‟animal avec les modèles d‟hypokinésie et d'inclinaison tête en bas discontinues chroniques suggèrent qu'une translocation augmentée d‟endotoxine et une réduction du métabolisme énergétique en microgravité pourraient participer aux atteintes endothéliales. La dysfonction endothéliale deviendrait ainsi une cible thérapeutique pour des atteintes liées à l‟inactivité physique et à la microgravité.

Thèse de doctorat : Bioingénierie Cellulaire et Tissulaire : Nancy 1 : 2007. / Titre provenant de l'écran-titre.

L'hypertension artérielle pulmonaire (HTAP) est caractérisée par une atteinte progressive et chronique des vaisseaux pulmonaires entraînant une augmentation des résistances vasculaires pulmonaires. Mes travaux de doctorat ont eu pour but de comprendre l'implication des progéniteurs vasculaires dans le remodelage et dans la néomuscularisation des vaisseaux pulmonaires, caractéristique de l'HTAP. Une nouvelle population de cellules progénitrices positives pour le marqueur PW1, récemment identifiée dans les tissus adultes, a la capacité de se différencier en cellules musculaires lisses (CMLs). Notre hypothèse a donc été que cette population progénitrice pourrait être recrutée, se différencierait en CMLs et participerait ainsi au remodelage vasculaire au cours de l'HTAP. Nous avons mis en évidence la présence de trois populations progénitrices PW1+ dans le poumon de souris, capables de se différencier en CMLs vasculaires. Les cellules PW1+ sont résidentes et sont mobilisées dans 2 modèles d'HTAP; leur recrutement est précoce, dès 4j d'hypoxie chronique chez la souris ; le nombre de cellules PW1+ est augmenté chez le rat traité à la monocrotaline. Des résultats préliminaires suggèrent une implication des macrophages et de la voie CXCR4 dans ce recrutement des progéniteurs PW1+. Chez le patient HTAP, les cellules PW1+ sont très nombreuses dans les lésions artérielles et nous avons commencé à les isoler par FACS. Cette meilleure compréhension des mécanismes de mobilisation des progéniteurs vasculaires permet d'identifier des pistes thérapeutiques potentielles, et d'encourager à poursuivre les recherches sur ce versant cellulaire encore peu exploité dans cette maladie. / Pulmonary arterial hypertension (PAH) is characterized by vascular remodeling and neomuscularization. PW1+ progenitor cells were identified in various adult tissues and can differentiate in smooth muscle cells (SMC) in vitro. Our hypothesis was that PW1+ progenitor cells are recruited to participate in the vascular remodeling during PAH. PW1+ cells are localized in the lung parenchyma and in the perivascular zone in rodent and human lungs. Three resident myogenic PW1+ populations were identified in the mouse lung. After 4 days of CH, two of these PW1+ populations were significantly increased. The number of pulmonary proliferating PW1+ cells and the proportion of vessel-associated SMC derived from PW1+ cells were also significantly increased, attesting a recruitment and a differentiation of PW1+ cells into pulmonary vascular SMC during early chronic hypoxia-induced neomuscularization. Moreover, in the MCT-injected rat lungs, a severe PH model, the number of PW1+ cells was also increased. Preliminary data suggest that macrophages and CXCR4 axis are involved in the mobilization of PW1+ progenitor cells. In the human PAH lung, PW1+ cells were observed in remodeled vascular structures and seem increased as compared to control lung. A better understanding of vascular progenitor cells mobilization mechanisms will help determining the pathological pathways involved in the disease and identifying new potential therapeutic avenues.

La résistance à l’insuline joue un rôle dans le développement de l’obésité, du diabète de type 2 et des maladies cardiovasculaires. Cette étude avait pour but de caractériser les dérèglements vasculaires et métaboliques chez le rat insulino-résistant nourri avec un régime HFHS (high fat high sucrose). La sensibilité à l’insuline, la fonction endothéliale et l’expression de la protéine eNOS (endothelial nitric oxide synthase) ont été étudiées. Les résultats démontrent que le régime HFHS entraînerait une altération de la vasodilatation associée à une réduction de l’expression de eNOS dans les muscles squelettiques et l’aorte thoracique. De plus, une diminution de la biodisponibilité du NO (monoxyde d’azote) a été observée chez les rats HFHS lié à une augmentation des nitrotyrosines et de l’endothéline. Cette étude démontre que la protéine eNOS est importante dans le développement des maladies vasculaires et métaboliques et qu’il existe une interaction gène-environnement dans la régulation du NO. / Insulin resistance (IR) plays a role in the development of obesity, type 2 diabetes and cardiovascular diseases. This study was initiated to characterize vascular and metabolic dysregulations in a rat model with IR fed a high fat high sucrose diet (HFHS). Insulin sensitivity, endothelial function and eNOS (endothelial nitric oxide synthase) gene expression were studied. The results indiquate that the HFHS diet induce an alteration of the vasodilation associated with a reduction of eNOS protein expression in skeletal muscles and thoracic aorta. Also, a reduction of NO (nitric oxide) bioavailability was observed, linked with an augmentation of nitrotyrosine and endothelin. This study show that eNOS is crucial in the development of metabolic and vascular diseases and that there is a geneenvironnement interaction in NO regulation.