L'augmentation récente de la prévalence du diabète de type 2 (DT2) et du syndrome métabolique est actuellement au coeur des préoccupations des organismes de santé publique ; ces deux maladies métaboliques favoriseraient le développement des maladies cardio-vasculaires. Ce rapide accroissement peut être relié aux changements de nos modes de vie, notamment la surconsommation en sucres et la sédentarité. L’impact de ces deux paramètres à différents niveaux physiologiques a été évalué grâce à la mise en place d’un modèle murin. Des rats Wistar ont été nourris à l'aide d'une boisson enrichie en fructose (20-25% w/v), induisant le développement progressif d'un syndrome métabolique (résistance à l'insuline, hypertension, dyslipidémie, hyperglycémie à jeun), sans pour autant présenter de DT2 (pas d'intolérance au glucose). Le régime hyper-fructosé entraîne des perturbations du système antioxydant (Superoxide dismutase, Catalase, Glutathion Peroxidase) et l'apparition tardive d'une dysfonction endothéliale de l'aorte thoracique.La pratique d'une activité physique modérée permet de prévenir l'apparition de la résistance à l'insuline et améliore le fonctionnement vasculaire de l'aorte thoracique. Ce dernier effet serait en lien avec un fonctionnement du système antioxydant plus performant. Malgré tout, l'entraînement associé au régime hyper-fructosé engendrerait des effets délétères au niveau hépatique. / The recent increase of type 2 diabetes (T2D) and metabolic syndrome prevalence is a key concern of public health organizations. Both diseases can promote the development of cardiovascular diseases. This steep increase can be linked to lifestyle changes, such as sugar overconsumption and lack of physical activity. The effects of these two parameters can be evaluated at various physiological levels using a murine model. For this purpose, Wistar rats were fed with a fructose-enriched drink (20-25% w/v), which results in the progressive development of a metabolic syndrome (insulin resistance, hypertension, dyslipidemia, fasting hyperglycemia). These rats did not present T2D (no glucose intolerance). The fructose-enriched diet promotes perturbations in the antioxidant system (SOD, CAT, GPx) as well as a late endothelial dysfunction on the thoracic aorta.Moderate physical activity prevents the development of insulin resistance and increases thoracic aorta vascular function. This later may be link to the best performances of the antioxidant system. However, exercise training associated with fructose-enriched diet may be deleterious for hepatic health.

Les professionnels de l'analyse de la pratique et de l'organisation des soins interviennent dans un système complexe où interagissent des facteurs biologiques, culturels et sociaux. Ce travail de recherche porte sur les vécus du patient cardiovasculaire entrant dans un programme d'éducation thérapeutique, suite à un évènement aigu (infarctus du myocarde ou accident vasculaire cérébral). Il se justifie par la nécessité de comprendre le phénomène des récidives, rechutes et retours à l'hospitalisation malgré une prise en charge informative et éducative des facteurs de risques cardiovasculaires (tabagisme, sédentarité, mauvaise alimentation) durant l'hospitalisation initiale. Notre principal objectif est donc de comprendre ces récidives, rechutes et retours à l'hospitalisation des patients cardiovasculaires autrement que le résultat d'une non-observance. Cette recherche de type qualitatif est menée au Centre Hospitalo-Universitaire de Clermont-Ferrand (service de cardiologie court séjour) et à la clinique cardiopneumoloique de Durtol (centre de soins de suite et de réadaptation). La recherche est basée sur 22 situations d'observations de pratiques professionnelles, 9 entretiens centrés avec les professionnels dans ces 2 sites ci-dessus et 31 entretiens semi-directifs avec les patients. Ces enquêtes sont complétées par une analyse de la littérature française et anglo-saxonne, dans le domaine de l'éducation thérapeutique, de l'observance et du changement des comportements. En termes de résultats, la recherche présente les récidives, rechutes et retours à l'hospitalisation court séjour des patients comme le résultat d'une prise en charge inadaptée à leurs besoins. Des discordances de temps, de vécus et de ressentis entre professionnels de santé et patients durant l'hospitalisation initiale, l'inadaptation structurelle du court séjour, la discontinuité de la prise en charge et les ruptures de cohérence en fonction des différents niveaux de complexité (court séjour, centre de soins de suite et de réadaptation et chez les médecins traitants), mais surtout la confusion entre éducation du patient et information du patient, rendent les prescriptions médicales et soignantes en matière de changement des comportements à risques difficilement observables par les patients. Le format actuel de la relation et des interactions patients/professionnels de santé durant les soins, ne favorise pas l'implication et la participation active des patients dans leur prise en charge. En conclusion, nous retenons que les éléments qui influencent les comportements des patients vis-à-vis de leurs traitements ne relèvent pas seulement d'un apprentissage, mais de leur vécu et ressentis et également de leurs interactions avec les professionnels de santé. La prise en charge informative et éducative des facteurs de risques occulte parfois l'aspect relationnel de cette thérapeutique et les capacités cognitives et émotives des patients. Elle devrait suivre une double évolution : celle du patient (ses émotions, ses attentes, ses projets de vie…) et celle de la pathologie. Ce travail cherche également à répondre à la question suivante : en quoi et comment une approche socio-anthropologique permet-elle de comprendre les comportements des patients d'une part et des professionnels de santé d'autre part dans un contexte d'ETP en court séjour ? Il milite pour une reconnexion entre sciences sociales et sciences médicales et soignantes dans le système de soin et de santé français et montre l'apport considérable mais encore trop peu exploité des sciences sociales dans ce domaine. / The professionals of the practice analysis and care organization take part in a complex system where biological, cultural and social factors interact. This research task focuses on the experiences of the cardiovascular patient entering a therapeutic education program, after an acute event (myocardial infarction or stroke). It is justified by the need to understand the phenomenon of recurrence, relapse and hospitalization returns despite an informative and educational treatment in cardiovascular risk factors (smoking, physical inactivity, poor nutrition) during the initial hospitalization. Our main goal is therefore to understand these recurrences, relapses and hospitalization returns of cardiovascular patients other than the result of non-compliance. This qualitative research is carried out at the University Hospital Center of Clermont-Ferrand (Cardiology Department short stay) and at the cardio-pneumologic clinic of Durtol (follow-up and rehabilitation care center). The research is based on 22 observation situations of professional practices, nine focused interviews with professionals in these two sites above and 31 semi-structured interviews with the patients. These surveys are supplemented by an analysis of the French and Anglo-Saxon literature in the field of therapeutic education, compliance and behaviours change. In terms of results, the research presents the recurrences, relapses and returns to patients' short stay hospitalization as the result of an inappropriate care to their needs. Time discrepancies, experiences and felt between health professionals and patients during the initial hospitalization, inadequate structural short stay, the discontinuity of care and the inconsistencies in accordance with different levels of complexity (short stay, follow-up and rehabilitation care center and at the attending physicians', but mostly the confusion between the patient's education and the patient's information, makes medical and nursing requirements in terms of the change of risky behaviours hardly observable by patients. The current format of the relationship and the interactions patient/health professionals during the care doesn't promote the involvement and the active participation of patients in their care. In conclusion we retain that the elements which influence the patients' behaviours with respect to their treatments do not only depend on training, but on their experiences and felts and also on their interactions with health professionals. The informative and educational care of the risk factors sometimes conceals the relational aspect of this therapeutic and the cognitive and emotive capacities of the patients. It should follow a double evolution: that of the patient (his emotions, his expectations, his life plans) and that of the pathology. This work also seeks to answer to the following question: why and how a socio- anthropological approach allows us to understand the patients' behaviours on one hand and the health professionals on the other hand in a context of PTE (patient's therapeutic education) in short stay? It argues for a reconnection between social sciences and medical and nursing in the French health care system and shows the significant contribution but still too little used by social sciences in this area.

La rupture de plaque athérosclérotique est une complication grave, menant à des conséquences mortelles. En raison de la complexité du processus, les mécanismes de rupture de la plaque sont encore mal connus. Dans cette thèse, l'approche technique innovante pour mesurer la force d'adhérence développée précédemment sera appliquée à des souris. Elle comprend un protocole de délamination à petite échelle pour mesurer la résistance adhésive des plaques d'athérosclérose. Notre équipe à USC a été la première à effectuer ce type de mesures sur des souris. Une autre innovation de notre travail impliquera l'application d'un modèle de zone cohésive pour décrire le comportement de délamination des plaques athérosclérotiques dans une gamme de conditions physiologiques et physiopathologiques, en utilisant un modèle numérique 2D. Bien que l'approche de la zone cohésive ait été largement utilisée pour modéliser la mécanique des fractures, elle a rarement été appliquée pour décrire la rupture des plaques athérosclérotiques. L'étude de la délamination des plaques (Leng.2015) a été conçue pour tester l'utilisation de zones cohésives en mettant en œuvre une loi de séparation de traction spécifique, en supposant les valeurs des paramètres des lois de comportement de la plaque et de la zone cohésive en utilisant des valeurs de la littérature. L'innovation dans notre approche est d'utiliser une simple loi de séparation de la traction pour étudier le comportement des plaques et identifier leurs propriétés. Des résultats expérimentaux de délamination des plaques ont été utilisés dans la définition des lois de traction-séparation de la zone cohésive. / Atherosclerosis is the underlying cause of many cardiovascular diseases. Plaque rupture is a serious complication of advanced atherosclerosis, leading to life-threatening consequences. The mechanisms of atherosclerotic plaque progression and formation have been widely studied. However, due to the complexity of the process, plaque rupture mechanisms are still poorly understood. In this thesis, the innovative technical approach to measure the adhesive strength developed previously, will be applied to mice. It includes a micro-scale peel experiment protocol to measure adhesive strength of mouse atherosclerotic plaques during delamination from the underlying vessel wall. Our team at USC was the first to perform these types of measurements on mice. Another innovation of our work will involve application of a cohesive zone model to describe delamination behavior of atherosclerotic plaques under a range of physiological and pathophysiological conditions, using a 2D numerical model. While the cohesive zone approach has been widely used to model fracture mechanics, it was rarely applied to describe failure of atherosclerotic plaques. The study of plaque delamination (Leng.2015) was designed to test the use of cohesive zones by implementing a specific traction separation law, assuming the parameter values of the behavior laws of the plaque and the cohesive zone using values from the literature. Innovation in our approach is to use a simple traction separation law to study the behavior of plaques and identifying their properties. Experimental results of delamination of the plaques were used in the definition of traction-separation laws of the cohesive zone.

Le syndrome métabolique est constitué d'une constellation d'anomalies métaboliques telles que l'obésité centrale, une altération de la glycémie à jeun, une hypertriglycéridémie, un faible taux de cholestérol HDL et de l'hypertension artérielle. Les maladies cardiovasculaires caractérisées par une dysfonction endothéliale sont le résultat clinique primaire du syndrome métabolique. De plus, les microparticules (MP), de petites vésicules membranaires libérées de la membrane plasmique des cellules activées et / ou apoptotiques ont été décrites comme étant impliquées dans la pathogenèse du syndrome métabolique car elles induisent une dysfonction endothéliale par la diminution du monoxyde d’azote (NO). D'autre part, des MPs générées à partir de cellules T apoptotiques sont capables induire une dysfonction endothéliale par la diminution de la production de NO. Cependant, les mécanismes par lesquels les MPs humaines induisent cette dysfonction endothéliale ne sont pas complétement élucidés. Ainsi, l'objectif de cette étude est d'étudier les mécanismes par lesquels les MPs humaines induisent une dysfonction endothéliale. / Metabolic syndrome (MetS) consists of a constellation of metabolic abnormalities such as central obesity, impaired fasting glucose, hypertriglyceridemia, low HDL cholesterol and hypertension. Cardiovascular diseases are the primary clinical outcome of MetS whereas endothelial dysfunction represents a primary disturbance in cardiovascular events. Recently, it has been shown that microparticles (MPs), small membrane vesicles released from the plasma membrane of activated and/or apoptotic cells, are involved in the pathogenesis of MetS by inducing endothelial dysfunction through the decrease of nitric oxide (NO) production. Also, MPs from apoptotic T cells induce endothelial dysfunction by decreasing NO production. However, the mechanism through which this endothelial dysfunction takes place is not completely elucidated. Thus, the objective of this study is to study the mechanisms through which human MPs induce endothelial dysfunction.

Représentant 43% des décès rapportés au cours des dix dernières années, la mort subite due à un événement cardiaque est la cause de décès au travail la plus fréquente chez les pompiers américains. Des études démontrent que le risque d’événements cardiaques au travail chez les pompiers est accentué par deux causes principales, la première étant la présence d’une maladie coronarienne, d’une cardiomégalie/hypertrophie ventriculaire gauche (HVG) ou de dommages occasionnés antérieurement par un infarctus du myocarde, la seconde étant l’importante contrainte cardiovasculaire subie au travail. Aucune étude n’a été réalisée pour évaluer l’état de santé cardiovasculaire des pompiers et pompières du Québec. Une telle étude permettrait d’en connaître davantage sur leur risque de maladies et d’événements cardiovasculaires. Par ailleurs, on constate que la prévalence des facteurs de risque des maladies cardiovasculaires (MCV) est élevée chez les pompiers américains, ce qui corrèle avec le nombre élevé d’événements cardiaques au travail. Le premier objectif de cette thèse était donc de dresser un portrait de la santé cardiovasculaire des pompiers et pompières du Québec. Ensuite, dans le but de réduire le risque d’événements cardiaques au travail, il était pertinent d’étudier une stratégie de prévention des MCV chez les pompiers. Le risque de développer une maladie coronarienne ou une cardiomégalie/HVG pourrait être réduit en adoptant et maintenant de saines habitudes de vie, dont une pratique régulière d’activités physiques. Plusieurs services de sécurité incendie au Québec permettent aux pompiers de faire du conditionnement physique en caserne pendant les heures de travail. Cette pratique pourrait contribuer à augmenter leur quantité d’activités physiques hebdomadaire et à améliorer leur santé cardiovasculaire. Le deuxième objectif de cette thèse était donc de comparer la pratique d’activités physiques hebdomadaire et différents indicateurs de santé cardiovasculaire chez les pompiers qui font et ceux qui ne font pas de conditionnement physique pendant les heures de travail. Enfin, dans le but de réduire le risque d’événements cardiaques au travail, il semblait pertinent de s’intéresser à la prévention de la contrainte cardiovasculaire subie au travail chez les pompiers, considérant qu’elle agit comme « déclencheur ». Cette contrainte pourrait être réduite en évitant d’écourter les périodes de repos octroyées entre les phases de travail lors d’une intervention. Le troisième objectif de cette thèse était de comparer et de caractériser la contrainte cardiaque engendrée par deux interventions simulant les tâches du métier de pompiers, soit deux phases de travail identiques entrecoupées d’une période de récupération passive courte versus prolongée. Les résultats principaux de cette thèse montrent qu’une proportion importante de pompiers (Chapitre 2) et pompières (Chapitre 3) du Québec sont à risque moyen/élevé de MCV. Ils montrent aussi que les pompiers qui font du conditionnement physique pendant les heures de travail pratiquent plus d’activité physique par semaine et présentent de meilleurs indicateurs de santé cardiovasculaire que les pompiers qui n’en font pas (Chapitre 4). Finalement, les résultats montrent qu’une période de récupération passive d’une durée de 5 minutes entre deux phases de travail de 25 minutes lors d’une simulation d’intervention engendre une contrainte cardiaque largement plus importante qu’une période de 20 minutes et que cette différence semble être principalement redevable à une contrainte thermique et une déshydratation plus importantes (Chapitre 5). Ces projets de recherche ont été subventionnés par les Fonds de recherche du Québec – Santé sous la forme d'une bourse d'étude de formation de doctorat. / Accounting for 43% of deaths reported in the past decade, sudden cardiac death is the most common cause of on-duty deaths among US firefighters. Studies show that the risk of on-duty cardiac events in firefighters is accentuated by two main causes: the first is the presence of coronary heart disease, cardiomegaly/left ventricular hypertrophy (LVH) and/or damage caused previously by a myocardial infarction, the second being the important cardiovascular strain suffered at work. No studies have been conducted to assess the cardiovascular health status of Québec firefighters. Such a study would allow us to know more about their risk of cardiovascular diseases (CVD) and on-duty cardiac events. Futhermore, the prevalence of CVD risk factors was shown to be high among US firefighters, consistent with the high number of on-duty cardiac events. The first objective of this thesis was thus to assess the cardiovascular health profile of Québec male and female firefighters. Second, in order to reduce the risk of on-duty cardiac events, it was relevant to pore over the prevention of CVD in firefighters. The risk of developing coronary heart disease and/or cardiomegaly/LVH could be reduced by engaging in and maintaining healthy lifestyle behavior including regular physical activity. Several fire departments in Québec allow firefighters to do on-duty physical training in fire stations. This could help increase their weekly physical activity level and improve their cardiovascular health. The second objective of this thesis was to compare the weekly physical activity level and various cardiovascular health indicators in firefighters who physically train on duty in the fire station and those who do not. Lastly, in order to reduce the risk of on-duty cardiac events, it was also relevant to look at the prevention of cardiovascular strain suffered by firefighters, considering that it acts as a "trigger". This could be reduced by avoiding shortened recovery periods between periods of work during interventions. The third objective of this thesis was to compare and characterize the cardiac strain generated by two firefighting simulations consisting of two identical work bouts intercalated with a short vs. extended passive recovery period. iv The main results of this thesis show that a high proportion of Québec male and female firefighters are at moderate to high risk of CVD. They also show that firefighters who physically train on duty in fire stations have a higher weekly physical activity level and have better cardiovascular health indicators compared to firefighters who do not. Finally, the results show that a passive recovery period of 5 minutes between two 25-minute work bouts during a firefighting simulation results in a greater cardiac strain than a 20-minute recovery period and that this difference seems to be mainly due to a greater thermal strain and dehydration. These projects were funded by Fonds de recherche du Québec – Santé in the form of a doctoral research scholarship.

Lorsqu’elle est comparée à la pression artérielle (PA) brachiale, la PA centrale est un meilleur reflet du stress hémodynamique infligé aux organes cibles. Les objectifs de ce mémoire sont de clarifier le rôle de la PA centrale pour la prédiction du risque cardiovasculaire (CV), de définir un seuil permettant le diagnostic d’une hypertension centrale et de définir l’effet sur la PA centrale de certains paramètres, tels que les statines et le cholestérol LDL. La base de données CARTaGENE comportant 20 004 sujets a été utilisée. La PA centrale était connue (mesurée à l’aide de l’appareil SphygmoCor Px qui utilise une calibration de type I), ainsi que les autres facteurs de risques CV. Des données prospectives permettant de connaître l’incidence d’événements CV majeurs étaient disponibles. Dans un premier temps, des modèles de régression de Cox et des mesures de discrimination et de reclassification ont permis de comparer la PA systolique centrale et brachiale pour la prédiction du risque CV. Un seuil permettant le diagnostic d’une hypertension centrale a aussi été déterminé à l’aide de l’index de Youden. L’association entre la PA centrale, le cholestérol LDL et les statines a été déterminée à l’aide de régressions linéaires et d’ANOVA. Une analyse de médiation a permis d’éclairer l’effet des statines sur la PA centrale, à savoir si celui-ci est médié par une baisse concomitante du cholestérol LDL. Ces analyses ont permis de déterminer que la PA centrale ne procure qu’une amélioration marginale dans la prédiction du risque cardiovasculaire lorsque comparé à celle de la PA brachiale. Une PA systolique centrale de 120 mmHg a été identifiée comme le meilleur seuil pour poser le diagnostic d’une hypertension centrale lorsqu’évaluée avec un appareil avec calibration de type I. De plus, la PA centrale est influencée par la prise de statines et son effet n’est que partiellement médié par une baisse concomitante du cholestérol LDL. / Compared to brachial blood pressure (BP), central BP is thought to be a better reflection of the hemodynamic strain on target organs. It is unclear though whether this translates into improved cardiovascular (CV) risk stratification when central BP is compared to brachial BP. The objectives of this thesis are to clarify the role of central BP in CV risk stratification, to define a threshold for the diagnosis of central hypertension and to determine what are the impacts of parameters, such as statins and LDL cholesterol, on central BP. The CARTaGENE database, which is comprised of 20,004 individuals, was used for these studies. The central BP (measured with the SphygmoCor Px device and type I calibration) as well as other CV risk factors were known. Prospective data for the incidence of major adverse cardiovascular events (MACE) was available. Cox proportional hazard models and measures of discrimination and reclassification were used to compare central systolic BP and brachial systolic BP in their ability to predict CV risk. A central hypertension threshold was determined using Youden’s index. The association between central BP, LDL cholesterol and statins were assessed using linear regression models and ANOVA. The interactions between central BP, statins and cholesterol LDL were assessed with a mediation analysis. Central BP was only marginally superior to brachial BP in CV risk prediction. A central hypertension threshold of 120 mmHg was identified. Statins reduced both brachial and central BP in a similar fashion, and cholesterol LDL was only partially responsible for the effect of statins on BP. To conclude, central BP, when assessed using type I calibration, is not superior to brachial BP in CV risk prediction. These studies also clarified the central hypertension threshold and the impact of statins and cholesterol LDL on central BP.

Les maladies cardiovasculaires (MCV) ont une prévalence élevée dans le monde et sont considérées comme la deuxième cause de mortalité chez la population canadienne. Les statines sont reconnues comme le traitement par excellence dans la prévention des MCV. Toutefois, les statines ne conviennent pas à tous les patients, potentiellement, en raison de la survenue d’effets secondaires et du manque d’efficacité. Avec l’avancement de la science, de nouvelles thérapies voient le jour dans le milieu cardiovasculaire. Les inhibiteurs de la proprotéine convertase subtilisine-kexine de type 9 PCSK9 (iPCSK9) constituent un traitement efficace pour réduire les évènements cardiovasculaires. Cependant, ces thérapies sont dispendieuses pour le système de santé. Cette thèse a pour but d’explorer la pharmacoéconomie des thérapies dispendieuses ayant démontrées une efficacité clinique importante dans le traitement préventif des MCV. La pharmacoéconomie est un outil d’évaluation destiné aux décideurs ayant comme objectif d’optimiser l’utilisation des ressources humaines et financières. Tout d’abord, dans un premier article, nous avons évalué l’efficacité maximale d’une thérapie hypolipémiante à partir des grilles de risque cardiovasculaires. Selon les résultats obtenus, l’efficacité maximale qu’il est raisonnable d’espérer a correspondu à une diminution du risque relatif variant entre 0,46 et 0,66. Ensuite, dans un deuxième article, nous avons estimé l’efficacité d’une thérapie dispendieuse dans un contexte différent puisque les études cliniques étaient en cours. Avec l’aide d’un modèle de Markov, la propension à payer a été fixée à deux seuils distincts, alors que le coût d’acquisition de la thérapie est demeuré fixe. Nos résultats ont estimé que pour atteindre les seuils de propension à payer de 50 000 $ et 100 000 $ par année de vie ajustée pour la qualité, l’efficacité devrait être de 0,58 et 0,78 respectivement. Finalement, l’étude randomisée contrôlée établissant l’efficacité clinique des iPCSK9 a été publiée. Nous avons donc pu évaluer le coût-utilité réel des iPCSK9 avec une nouvelle méthode de simulation, nommée Conditions et évènements discrètement intégrés. Cette étude est l’objet 2 de mon troisième article. Les résultats de cet article ont estimé que l’iPCSK9 n’est pas coût-efficace selon l’efficacité obtenue dans les études cliniques. En conclusion, suite aux résultats présentés dans cette thèse rédigée par articles, il serait envisageable d’intégrer dans le modèle pharmacoéconomique l’option d’un test génétique afin d’individualiser le traitement de chaque patient. / Cardiovascular diseases (CVD) have a high prevalence worldwide and are considered the second leading cause of death in the Canadian population. Statins are recognized to be the gold standard treatment in the prevention of CVD. However, statins are not suitable for all patients, potentially because of side effects and lack of efficacy. With the advancement of science, new therapies are emerging in the cardiovascular field. Inhibitors of proprotein convertase subtilisin-kexin type 9 (iPCSK9) have been shown to be effective in reducing cardiovascular events. However, these therapies are expensive. This article-based thesis aims to explore the pharmacoeconomics of expensive therapies that have demonstrated significant clinical efficacy in the preventive treatment of CVD. Pharmacoeconomics is an evaluation tool for decision-makers with the objective of optimizing the use of human and financial resources. In the first publication, we evaluated the maximum effectiveness of lipid-lowering therapy from cardiovascular risk grids. According to our results, this maximum expected benefit fluctuates between 0.46 and 0.66. In the second publication, we estimated the effectiveness of an expensive therapy. At the time of our second publication, the results of the randomized controlled trial evaluating the clinical efficacy of iPCSK9 had not been published yet. Therefore, we used a Markov model to estimate the necessary clinical efficacy of PCSK9 inhibitors to reach two arbitrarily selected willingness-to-pay (WTP) thresholds. Our results showed that an efficacy of 0.58 and 0.78 were necessary to reach WTP thresholds of $50,000 and $100,000 per quality-adjusted life years respectively. Once the clinical efficacy of iPCSK9 was published, we evaluated their cost-utility. This was the object of our third article and a new simulation method named Discretely Integrated Condition was used. Our results suggested that at the current price, the PCSK9 inhibitors were not cost-effective. Following the results presented in this article-based thesis, it would be of interest to integrate the option of a hypothetical genetic test into the pharmacoeconomic model. This genetic test would be able to identify good responders in order to optimize the treatment of each individual patient.

En février, 2009 un rapport de PHRMA (Pharmaceutical Research and Manufacturers of America) confirmait que plus de 300 médicaments pour le traitement des maladies cardiaques étaient en phase d’essais cliniques ou en révision par les agences règlementaires. Malgré cette abondance de nouvelles thérapies cardiovasculaires, le nombre de nouveaux médicaments approuvés chaque année (toutes indications confondues) est en déclin avec seulement 17 et 24 nouveaux médicaments approuvés en 2007 et 2008, respectivement. Seulement 1 médicament sur 5000 sera approuvé après 10 à 15 ans de développement au coût moyen de 800 millions $. De nombreuses initiatives ont été lancées par les agences règlementaires afin d’augmenter le taux de succès lors du développement des nouveaux médicaments mais les résultats tardent. Cette stagnation est attribuée au manque d’efficacité du nouveau médicament dans bien des cas mais les évaluations d’innocuité remportent la palme des causes d’arrêt de développement. Primum non nocere, la maxime d’Hippocrate, père de la médecine, demeure d’actualité en développement préclinique et clinique des médicaments. Environ 3% des médicaments approuvés au cours des 20 dernières années ont, par la suite, été retirés du marché suite à l’identification d’effets adverses. Les effets adverses cardiovasculaires représentent la plus fréquente cause d’arrêt de développement ou de retrait de médicament (27%) suivi par les effets sur le système nerveux. Après avoir défini le contexte des évaluations de pharmacologie de sécurité et l’utilisation des bio-marqueurs, nous avons validé des modèles d’évaluation de l’innocuité des nouveaux médicaments sur les systèmes cardiovasculaires, respiratoires et nerveux. Évoluant parmi les contraintes et les défis des programmes de développements des médicaments, nous avons évalué l’efficacité et l’innocuité de l’oxytocine (OT), un peptide endogène à des fins thérapeutiques. L’OT, une hormone historiquement associée à la reproduction, a démontré la capacité d’induire la différentiation in vitro de lignées cellulaires (P19) mais aussi de cellules souches embryonnaires en cardiomyocytes battants. Ces observations nous ont amené à considérer l’utilisation de l’OT dans le traitement de l’infarctus du myocarde. Afin d’arriver à cet objectif ultime, nous avons d’abord évalué la pharmacocinétique de l’OT dans un modèle de rat anesthésié. Ces études ont mis en évidence des caractéristiques uniques de l’OT dont une courte demi-vie et un profil pharmacocinétique non-linéaire en relation avec la dose administrée. Ensuite, nous avons évalué les effets cardiovasculaires de l’OT sur des animaux sains de différentes espèces. En recherche préclinique, l’utilisation de plusieurs espèces ainsi que de différents états (conscients et anesthésiés) est reconnue comme étant une des meilleures approches afin d’accroître la valeur prédictive des résultats obtenus chez les animaux à la réponse chez l’humain. Des modèles de rats anesthésiés et éveillés, de chiens anesthésiés et éveillés et de singes éveillés avec suivi cardiovasculaire par télémétrie ont été utilisés. L’OT s’est avéré être un agent ayant d’importants effets hémodynamiques présentant une réponse variable selon l’état (anesthésié ou éveillé), la dose, le mode d’administration (bolus ou infusion) et l’espèce utilisée. Ces études nous ont permis d’établir les doses et régimes de traitement n’ayant pas d’effets cardiovasculaires adverses et pouvant être utilisées dans le cadre des études d’efficacité subséquentes. Un modèle porcin d’infarctus du myocarde avec reperfusion a été utilisé afin d’évaluer les effets de l’OT dans le traitement de l’infarctus du myocarde. Dans le cadre d’un projet pilote, l’infusion continue d’OT initiée immédiatement au moment de la reperfusion coronarienne a induit des effets cardiovasculaires adverses chez tous les animaux traités incluant une réduction de la fraction de raccourcissement ventriculaire gauche et une aggravation de la cardiomyopathie dilatée suite à l’infarctus. Considérant ces observations, l’approche thérapeutique fût révisée afin d’éviter le traitement pendant la période d’inflammation aigüe considérée maximale autour du 3ième jour suite à l’ischémie. Lorsqu’initié 8 jours après l’ischémie myocardique, l’infusion d’OT a engendré des effets adverses chez les animaux ayant des niveaux endogènes d’OT élevés. Par ailleurs, aucun effet adverse (amélioration non-significative) ne fût observé chez les animaux ayant un faible niveau endogène d’OT. Chez les animaux du groupe placebo, une tendance à observer une meilleure récupération chez ceux ayant des niveaux endogènes initiaux élevés fût notée. Bien que la taille de la zone ischémique à risque soit comparable à celle rencontrée chez les patients atteints d’infarctus, l’utilisation d’animaux juvéniles et l’absence de maladies coronariennes sont des limitations importantes du modèle porcin utilisé. Le potentiel de l’OT pour le traitement de l’infarctus du myocarde demeure mais nos résultats suggèrent qu’une administration systémique à titre de thérapie de remplacement de l’OT devrait être considérée en fonction du niveau endogène. De plus amples évaluations de la sécurité du traitement avec l’OT dans des modèles animaux d’infarctus du myocarde seront nécessaires avant de considérer l’utilisation d’OT dans une population de patients atteint d’un infarctus du myocarde. En contre partie, les niveaux endogènes d’OT pourraient posséder une valeur pronostique et des études cliniques à cet égard pourraient être d’intérêt. / In february 2009, a report from PHRMA (Pharmaceutical Research and Manufacturers of America) confirmed that more than 300 drugs for treatment of cardiovascular diseases were in clinical trials or under review by regulatory agencies. Despite the abundance of new cardiovascular therapies, the number of new drugs approved each year (all indications combined) is declining steadily with only 17 and 24 new drugs approved in 2007 and 2008, respectively. Only 1 drug out of 5000 candidates will be approved after 10 to 15 years of development with an average cost of $800 millions. Several initiatives have been launched by regulatory agencies to increase the success rate in drug development but results are still awaited. This stagnation is attributed to the lack of efficacy of several drug candidates but safety assessments are the leading cause of drug development discontinuation. Primum non nocere, the maxim from Hippocrate, father of medicine, remains of major relevance in preclinical and clinical drug development. Over the past 20 years, approximately 3% of approved drugs were subsequently withdrawn from the market due to adverse effects. Cardiovascular adverse effects represent the most frequent cause of drug development discontinuation or withdrawal (27%) followed by effects on the nervous system. After defining the context of safety pharmacology evaluations and the use of biomarkers in drug development, we validated safety pharmacology models to investigate drug-induced cardiovascular, respiratory and neurological effects. As we progressed within constraints and challenges of drug development, we evaluated the efficacy and safety of oxytocin, an endogenous peptide with therapeutic potential. Oxytocin (OT), a hormone historically associated with reproduction, demonstrated the ability to induce in vitro differentiation of cell lines (P19) but also embryonic stem cells into beating cardiomyocytes. These observations lead us to consider the use of OT as a treatment for myocardial infarct. To achieve this ultimate goal, we first evaluated the pharmacokinetic of OT in an anesthetized rat model. These investigations highlighted the unique characteristics of OT including a very short half-life and a non-linear pharmacokinetic profile in response to the dose. Cardiovascular effects of OT in healthy animals were then evaluated in various species. In preclinical research, the use of various animal species and state of consciousness (conscious or anesthetized) is recognized as one of the best strategies to increase the predictive value of results obtained in animals to the human response. Our initial investigations of OT treatment regimens used various animal models including conscious and anesthetized rats, anesthetized pigs, conscious dogs with indirect blood pressure monitoring and diuresis and conscious monkeys with cardiovascular telemetry monitoring. These studies confirmed OT to have significant hemodynamic effects with variable responses depending on the state of consciousness (conscious or anesthetized), the dose, the administration protocol (bolus or infusion) and the species that were used. These screening studies enabled selection of a treatment regimen and dose without adverse effects that could subsequently be tested in efficacy studies. A porcine myocardial infarct (MI) model with reperfusion was used to evaluate the effects of OT following myocardial ischemia. In a pilot project, continuous infusion of OT initiated immediately at coronary reperfusion induced cardiovascular adverse effects in all treated animals including a reduction of left ventricular fraction shortening and worsening of dilated cardiomyopathy which is typical following MI. Considering these observations, the therapeutic strategy was revised to avoid OT treatment during the inflammatory phase which was considered maximal around day 3 post-ischemia. When initiated 8 days after MI, OT infusion induced adverse effects in animals with elevated endogenous levels of OT. In contrast, no significant effects (not statistically significant improvement) were observed in animals with low endogenous OT baseline. In placebo treated animals, a trend to observe a better recovery was noted in animals with high endogenous OT baseline. While the size of the ischemic zone was comparable to human patients with MI, the use of juvenile animals and the absence of coronary disease are important limitations of the porcine model. The potential of OT for treatment of MI remains but our results suggest that systemic administration of OT by continuous infusion as part of a replacement therapy should be investigated further in relation to endogenous levels. Further investigations on safety of the treatment with OT on animal MI models are warranted before the use of OT can be considered in the patient population after myocardial infarct. On the other hand, endogenous levels of OT may have a prognostic value and clinical trials to investigate this hypothesis may be of interest.

Les maladies cardiovasculaires sont la principale cause de mortalité dans les pays occidentaux et représentent une complication majeure du syndrome métabolique. Il est maintenant largement admis que l’athérosclérose est une maladie inflammatoire chronique et que l’inflammation joue un rôle pathogénique majeur dans l’initiation et la progression de la maladie athéromateuse. Il a été démontré qu’une augmentation des niveaux sériques de la protéine c-réactive (CRP), une protéine de la phase aigüe et un important constituant de la réponse immunitaire de type inné, est associée à un risque cardiovasculaire accru. Ainsi, il a été documenté qu’une augmentation de CRP, tant chez les sujets sains que chez les sujets diabétiques, était associée à une augmentation du risque de morbidité et de mortalité cardiovasculaires. De multiples évidences suggèrent que la CRP puisse non seulement constituer un marqueur de risque des maladies cardiovasculaires mais aussi représenter un facteur pro-athérogénique direct. La dysfonction endothéliale représente un des stades les plus précoces du processus athérosclérotique et un rôle de la CRP dans la pathogenèse de la dysfonction endothéliale est postulé. Outre son origine systémique, la CRP est produite dans la lésion athérosclérotique et par diverses cellules vasculaires, dont les cellules endothéliales. Afin d’élucider le rôle de la CRP vasculaire dans l’altération de la fonction endothéliale associée au syndrome métabolique, nous avons étudié la régulation de l’expression endothéliale de la CRP par les acides gras libres (AGL) et le rôle de la CRP endothéliale dans l’inhibition de la synthèse d’oxyde nitrique (NO) par les AGL. Nos résultats démontrent que :1) l’acide palmitique (PA) induit l’expression génique de CRP au niveau de cellules endothéliales aortiques humaines (HAECs) en culture et, augmente, de manière dose-dépendante, l’expression protéique de la CRP; 2) La pré-incubation des HAECs avec des antioxydants et des inhibiteurs de la i) protéine kinase C (PKC), ii) du facteur nucléaire-kappa B, iii) des Janus kinases et des protéines de transduction et de régulation de la transcription et iv) des protéines kinases activées par les mitogènes prévient l’effet stimulant du PA sur l’expression protéique et génique de la CRP; 3) Le traitement des HAECs par le PA induit une augmentation de la production des espèces réactives oxygénées, un effet prévenu par les inhibiteurs de la PKC et par l’AICAR(5-amino-4-imidazole carboxamide 1-β-D-ribofuranoside), un activateur de la protéine kinase activée par l’AMP; 4) L’incubation des HAECs en présence de PA résulte enfin en une diminution de la production basale endothéliale de NO, un effet abrogé par la préincubation de ces cellules avec un anticorps anti-CRP. Dans l’ensemble, ces données démontrent un effet stimulant du PA sur l’expression de la CRP endothéliale via l’activation de kinases et de facteurs de transcription sensibles au stress oxydatif. Ils suggèrent en outre un rôle de la CRP dans la dysfonction endothéliale induite par les AGL. / Atherosclerotic cardiovascular disease is the leading cause of death in western countries and the major complication of metabolic syndrome. It is now widely accepted that atherosclerosis is a chronic inflammatory disease and that inflammation plays a major pathogenic role in the initiation and progression of atherosclerotic disease. It has been demonstrated that increased serum levels of C-reactive protein (CRP), a protein of the acute phase and a major constituent of the innate immune response, is associated with increased cardiovascular risk and that, in both healthy subjects and diabetic patients, high CRP enhances the risk of cardiovascular morbidity and mortality. Several evidences suggest that CRP may not only be a cardiovascular risk marker but may also represent a direct pro-atherogenic factor. Endothelial dysfunction is a characteristic feature of early-state atherosclerosis and a role of CRP in the pathogenesis of endothelial dysfunction has been proposed. In addition to its systemic origin, CRP is produced in atherosclerotic lesions and by various vascular cells, including endothelial cells. To elucidate the role of CRP in endothelial dysfunction associated with the metabolic syndrome, we studied the regulation of endothelial CRP expression by free fatty acids (FFA) and the role of endothelial CRP as mediator of the inhibitory effect of FFA on nitric oxide (NO) production. Our results demonstrated that: 1) Palmitic acid (PA) induced CRP gene expression in cultured human arterial endothelial cells (HAECs) and increased CRP protein expression in a dose-dependent manner; 2) Pretreatment of HAECs with antioxidants and inhibitors of i) protein kinase C (PKC), ii) nuclear factor-kappa B, iii) Janus kinase and signal transducer and activator of transcription and iv) mitogen-activated protein kinases prevented the stimulatory effect of PA on CRP protein and gene expression; 3) Treatment of HAECs by PA led to an increased production of reactive oxygen species, an effect prevented by PKC inhibitors and by AICAR (5-amino-4-imidazole carboxamide 1-β-D-ribofuranoside), an AMP- activated protein kinase activator; 4) Decreased production of NO was finally observed in PA-treated HAECs, an effect prevented by preincubating endothelial cells with an anti-CRP. Overall, these data indicate a stimulatory effect of PA on endothelial CRP expression through the activation of oxidative stress-sensitive kinases and transcription factors. They further suggest a role of CRP in FFA-induced endothelial dysfunction.

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