Contexte: La régurgitation mitrale (RM) est une maladie valvulaire nécessitant une intervention dans les cas les plus grave. Une réparation percutanée de la valve mitrale avec le dispositif MitraClip est un traitement sécuritaire et efficace pour les patients à haut risque chirurgical. Nous voulons évaluer les résultats cliniques et l'impact économique de cette thérapie par rapport à la gestion médicale des patients en insuffisance cardiaque avec insuffisance mitrale symptomatique. Méthodes: L'étude a été composée de deux phases; une étude d'observation de patients souffrant d'insuffisance cardiaque et de régurgitation mitrale traitée avec une thérapie médicale ou le MitraClip, et un modèle économique. Les résultats de l'étude observationnelle ont été utilisés pour estimer les paramètres du modèle de décision, qui a estimé les coûts et les avantages d'une cohorte hypothétique de patients atteints d'insuffisance cardiaque et insuffisance mitrale sévère traitée avec soit un traitement médical standard ou MitraClip. Résultats: La cohorte de patients traités avec le système MitraClip était appariée par score de propension à une population de patients atteints d'insuffisance cardiaque, et leurs résultats ont été comparés. Avec un suivi moyen de 22 mois, la mortalité était de 21% dans la cohorte MitraClip et de 42% dans la cohorte de gestion médicale (p = 0,007). Le modèle de décision a démontré que MitraClip augmente l'espérance de vie de 1,87 à 3,60 années et des années de vie pondérées par la qualité (QALY) de 1,13 à 2,76 ans. Le coût marginal était 52.500 $ dollars canadiens, correspondant à un rapport coût-efficacité différentiel (RCED) de 32,300.00 $ par QALY gagné. Les résultats étaient sensibles à l'avantage de survie. Conclusion: Dans cette cohorte de patients atteints d'insuffisance cardiaque symptomatique et d insuffisance mitrale significative, la thérapie avec le MitraClip est associée à une survie supérieure et est rentable par rapport au traitement médical. / Background: Mitral regurgitation (MR) is a common valvular heart disorder requiring intervention once it becomes severe. Transcatheter mitral valve leaflet repair with the MitraClip device is a safe and effective therapy for selected patients denied surgery. We sought to evaluate the clinical outcomes and economic impact of this therapy compared to medical management in heart failure patients with symptomatic MR. Methods: The study was comprised of two phases; an observational study of patients with heart failure and MR treated with either medical therapy or the MitraClip, and an economic model. Results of the observational study were used to estimate parameters for the decision model, which estimated costs, and benefits in a hypothetical cohort of patients with heart failure and moderate to severe MR treated with either standard medical therapy or MitraClip. Results: The cohort of patients treated with the MitraClip was propensity matched to a population of heart failure patients, and their outcomes compared. At a mean follow up of 22 months, all-cause mortality was 21% in the MitraClip cohort and 42% in the medical management cohort (p=0.007). The decision model demonstrated that MitraClip increased life expectancy from 1.87 to 3.60 years and quality-adjusted life years (QALY) from 1.13 to 2.76 years. The incremental cost was $52,500 Canadian dollars, corresponding to an incremental cost-effectiveness ratio (ICER) of $32,300.00 per QALY gained. Results were sensitive to the survival benefit. Conclusion: In this cohort of heart failure patients with symptomatic moderate-severe MR, therapy with the MitraClip was associated with superior survival and is cost-effective compared to medical therapy.

L’insuffisance cardiaque chronique est une maladie systémique où des dysfonctions périphériques viennent s’ajouter à l’incapacité du cœur à assurer un débit cardiaque adéquat aux tissus métabolisants. Parmi des dysfonctions périphériques, l’atrophie ainsi que la perte de force et d’endurance musculaire jouent un rôle primordial et contribuent largement à la genèse des symptômes majeurs de l’insuffisance cardiaque chronique, c’est à dire la fatigue, la dyspnée et l’intolérance à l’effort.<p>Ce n’est que depuis le début des années 1990 que des études ont montré que le réentraînement à l’effort pouvait être bénéfique pour le patient insuffisant cardiaque chronique; auparavant, il était considéré comme contre-indiqué.<p>La méthodologie d’entraînement proposée à cette époque aux patients était un entraînement de l’endurance cardio-vasculaire, le renforcement musculaire n’y avait pas sa place car on craignait que l’impact hémodynamique de ce type d’entraînement risquerait de détériorer la fonction cardiaque encore plus. Des études menées sur des contractions musculaires de type isométrique montraient en effet une diminution de la fonction cardiaque pendant l’entraînement. Cependant, les contraintes imposées pendant les exercices de renforcement musculaire dynamique (encore appelés « résistifs ») ne correspondent nullement à celles du renforcement isométrique. Des études sur des personnes saines ont montré que le renforcement musculaire est plus adapté à induire des améliorations du volume et de la force musculaire que l’entraînement de l’endurance cardio-vasculaire.<p>Le but de nos travaux a donc été de vérifier si l’introduction du renforcement musculaire, en complément de l’entraînement cardio-vasculaire ou bien comme entraînement à part entière, pouvait apporter un bénéfice supplémentaire chez l’insuffisant cardiaque chronique par son aptitude, du moins théorique, à mieux corriger certains aspects des dysfonctions musculaires.<p><p><p>Il s’agissait, dans les différentes études que nous avons menées, de vérifier qu’un entraînement composé de renforcement musculaire (au moins partiellement) chez le patient insuffisant cardiaque chronique:<p>-\ / Doctorat en Sciences de la motricité / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Avec la croissance continue du nombre de patients souffrant d’insuffisance rénale terminale dans le monde, dans un contexte de ressources limitées des soins de santé, beaucoup d’emphase est mise sur l’importance de favoriser les modalités de dialyse à domicile, soit la dialyse péritonéale et l’hémodialyse à domicile (HDD). Toutefois, l’HDD est encore très peu utilisée, notamment au Canada. Ce mémoire visait à identifier pour qui, pourquoi et comment il est possible de favoriser l'utilisation de l'HDD dans nos milieux cliniques en se basant sur l'expérience de l'Australie et la Nouvelle-Zélande (ANZ), où le recours à l’HDD est le plus haut dans le monde, afin d’en tirer des leçons qui pourraient être transposées au modèle canadien. Ceci pourrait favoriser l’amélioration des soins des patients et, dans un deuxième temps, réduire les besoins en ressources humaines et les coûts associés aux thérapies de remplacement rénal. Le registre Australia and New Zealand Dialysis & Transplantation (ANZDATA) a été utilisé pour évaluer divers aspects de l’HDD en ANZ de 1997 à 2017. Tout d’abord, la présence d’un effet de centre dans le recours à la dialyse à domicile a été identifiée, démontrant que des caractéristiques, tant au niveau des patients que des centres, étaient responsables de la variabilité dans le taux d’utilisation d’HDD notée entre les centres de dialyse. Ensuite, il a été démontré qu’il n’existait pas d’effet de centre dans la durée de traitement d’hémodialyse, tant à domicile qu’en centre, mais que la variabilité de cette durée était principalement due aux caractéristiques propres aux patients, ainsi qu’à des pratiques variant entre les états/pays, et ce, de manière beaucoup plus notable en HDD. En effet, une plus grande flexibilité est offerte par cette modalité, qui est beaucoup moins affectée par la limitation des ressources que l’hémodialyse en centre. Finalement, il a été démontré que l’HDD était potentiellement une alternative équivalente à la transplantation rénale au niveau de la survie des patients dans le cas d’un greffon reçu d’un donneur à critères étendus. / With the continued growth in the number of patients with end-stage renal disease around the world, in a context of limited healthcare resources, much emphasis is being placed on the importance of promoting home dialysis modalities, namely peritoneal dialysis and home hemodialysis (HHD). However, HHD is still underutilized, especially in Canada. This thesis aimed to identify for whom, why and how it is possible to promote the use of HHD based on the experience of Australia and New Zealand (ANZ), where the use of HHD is the highest in the world, to draw lessons that could be transposed to the Canadian model. The Australia and New Zealand Dialysis & Transplantation (ANZDATA) registry was used to assess various aspects of HHD in ANZ from 1997 to 2017. First, the presence of a center effect in the use of home dialysis was identified, demonstrating that both patient- and center-level characteristics were responsible for the variability noted in the rate of HHD use between dialysis centers. We then showed that there was no center effect in the duration of hemodialysis treatment, neither at home nor in center, but that the variability of this duration was mainly due to the characteristics of the patients, as well as to varying practices between states/countries, and this, more notably in HHD. Indeed, greater flexibility is offered by this modality, which is much less affected by the limitation of resources than in-center hemodialysis. Finally, HHD was shown to be potentially an equivalent alternative to kidney transplantation in terms of patient survival in the case of a transplant received from an expanded criteria donor.

L’insuffisance rénale chronique (IRC) est un problème majeur fréquemment rencontré chez les greffés cardiaques. Les inhibiteurs de la calcineurine, pierre angulaire de l’immunosuppression en transplantation d’organes solides, sont considérés comme une des principales causes de dysfonction rénale postgreffe. Plusieurs autres éléments tels que les caractéristiques démographiques, cliniques et génétiques du receveur contribuent également au phénomène, mais il demeure plutôt difficile de déterminer quels sont les patients les plus à risque de développer une IRC après la transplantation. Ainsi, la découverte de nouveaux marqueurs génétiques de dysfonction rénale pourrait un jour mener à l’individualisation de la thérapie immunosuppressive selon le profil génétique de chaque patient. Or, on ne connaît pas les opinions des greffés à l’égard des tests pharmacogénomiques et l’on ne sait pas si celles-ci diffèrent des opinions exprimées par les individus en bonne santé. Cette thèse de doctorat a donc pour objectifs : 1- De décrire l’évolution de la fonction rénale à très long terme après la transplantation et d’identifier les marqueurs démographiques et phénotypiques associés à l’IRC postgreffe cardiaque; 2- D’identifier les marqueurs génétiques associés à la néphrotoxicité induite par les inhibiteurs de la calcineurine; 3- D’évaluer et de comparer les attitudes des patients et des individus en bonne santé par rapport à l’intégration clinique potentielle des marqueurs pharmacogénomiques. Trois projets ont été réalisés pour répondre à ces questions. Le premier repose sur une analyse rétrospective de l’évolution de la fonction rénale chez les patients greffés au sein de notre établissement entre 1983 et 2008. Nous y avons découvert que le déclin de la fonction rénale se poursuit jusqu’à 20 ans après la transplantation cardiaque et que les facteurs de risque d’IRC incluent entre autres l’âge avancé, le sexe féminin, la dysfonction rénale prégreffe, l’hypertension, l’hyperglycémie et l’utilisation de la prednisone. Le deuxième projet est une étude pharmacogénomique s’intéressant aux déterminants génétiques de la néphrotoxicité induite par les inhibiteurs de la calcineurine. Elle nous a permis d’illustrer pour la première fois qu’un polymorphisme génétique lié à PRKCB (gène codant pour la protéine kinase C-β) est associé avec la fonction rénale des patients greffés cardiaques, alors que cela n’est probablement pas le cas pour les polymorphismes de TGFB1 (gène codant pour le transforming growth factor-β1). La troisième section de cette thèse rapporte les résultats d’un questionnaire dont le but était de comparer les attitudes envers les tests pharmacogénomiques parmi un groupe de personnes en bonne santé, de patients greffés cardiaques et de patients souffrant d’insuffisance cardiaque. Cette étude a démontré que, bien que l’enthousiasme pour la pharmacogénomique soit partagé par tous ces individus, les craintes liées à la confidentialité et aux répercussions potentielles sur l’emploi et les assurances sont plus prononcées chez les personnes en bonne santé. En résumé, les travaux issus de cette thèse ont révélé que l’identification précoce des patients greffés cardiaques les plus susceptibles de présenter une détérioration de la fonction rénale ainsi que l’adoption d’une approche thérapeutique individualisée reposant notamment sur les applications cliniques de la pharmacogénomique pourraient éventuellement permettre de freiner cette complication postgreffe. / Chronic kidney disease (CKD) is a major problem frequently observed in cardiac transplant recipients. Calcineurin inhibitors, which have become the cornerstone of immunosuppressive treatments in solid organ transplantation, are considered a major cause of post-transplant renal dysfunction. Several other factors such as recipients’ demographic, clinical and genetic characteristics also contribute to this phenomenon, but it remains rather difficult to determine which patients present the highest risk of CKD after transplantation. Discovery of new genetic markers of renal dysfunction could one day lead to individualization of immunosuppressive therapy according to each patient’s genetic profile. However, transplant patients’ opinions towards pharmacogenomic testing remain unknown, and it is unclear whether these differ from healthy individuals’ opinions. This doctoral thesis thus aims: 1- To describe the very long-term evolution of renal function after transplantation and to identify demographic and phenotypic markers associated with postheart transplant CKD; 2- To identify genetic markers associated with calcineurin inhibitor-induced nephrotoxicity; 3- To assess and to compare the attitudes of patients and healthy individuals concerning the potential integration of pharmacogenomic markers in clinical practice. Three projects have been conducted to answer these questions. The first one relies on a retrospective analysis of the evolution of renal function in patients who received a heart transplantation at our institution between 1983 and 2008. We discovered that deterioration of renal function continues up to 20 years after transplant and that risk factors of CKD include, among others, advanced age, female gender, pretransplant renal dysfunction, hypertension, hyperglycemia and use of prednisone. The second project is a pharmacogenomic study looking at genetic determinants of calcineurin inhibitor-induced nephrotoxicity. We were able to illustrate for the first time that a genetic polymorphism related to PRKCB (gene encoding protein kinase C-β) is associated with renal function in heart transplant patients, whereas it is probably not the case for polymorphisms in TGFB1 (gene encoding transforming growth factor-β1). The third section of this thesis reports the results of a questionnaire whose purpose was to compare the attitudes towards pharmacogenomic testing in a group of healthy volunteers, cardiac transplant recipients and heart failure patients. This study demonstrated that, although enthusiasm regarding pharmacogenomics is shared equally among these individuals, preoccupations related to confidentiality and potential impacts on employment and insurance are more important in healthy volunteers. In summary, the work presented in this thesis showed that early identification of heart transplant patients who are most likely to develop renal dysfunction as well as adoption of an individualized therapeutic approach involving clinical applications of pharmacogenomics could potentially help to prevent this post-transplant complication.

Résumé : Problématique: Les comportements alimentaires à la petite enfance pourraient influencer le gain de poids. Alors que les enfants d’âge préscolaire passent beaucoup de temps dans des milieux de garde, peu d’études ne rapportent les liens entre leurs comportements alimentaires dans ces milieux et leur composition corporelle. De plus, les recherches dans ce domaine sont basées sur des données subjectives des parents. Les objectifs étaient donc de développer un outil de mesure objectif des comportements alimentaires et de l’utiliser afin d’examiner le lien entre ceux-ci en milieu de garde et la composition corporelle des enfants d’âge préscolaire. Méthodes : Cette étude transversale a été menée auprès de 309 enfants de 3 à 5 ans dans 24 milieux de garde. Le comportement alimentaire a été mesuré en effectuant l’évaluation des restes au repas du dîner. Les données de ces évaluations ont été utilisées pour développer un score représentant la réticence alimentaire et un représentant l’affinité. Des corrélations intra-classes ont été utilisées afin de déterminer la fidélité des nouvelles mesures. Des corrélations de Spearman ont été utilisées afin de comparer les nouvelles mesures aux comportements alimentaires rapportés par les parents. Des régressions linéaires multivariées ont été utilisées pour examiner la relation entre les scores de comportement alimentaire mesurées objectivement et le tour de taille et l’indice de masse corporelle (IMC) ajusté à l’âge des enfants. Résultats : La nouvelle mesure de réticence alimentaire a démontré une excellente fidélité inter-juge (ICC= 0,970 à 0,998, p<0.0001), intra-juge (ICC=0,975 à 0,998, p<0.0001) et une bonne fidélité test-retest (ICC=0,723, p<0.0001). Elle corrélait également avec une mesure subjective précédemment validée (rho= 0,534, p<0.0001). La nouvelle mesure d’affinité alimentaire n’était toutefois pas valide (rho= -0,182, p=0,2). Le score de réticence alimentaire était positivement associé à l’IMC ajusté à l’âge des enfants (bêta ajusté= 1,41, IC à 95%=0,15, 2,67), mais non avec leur tour de taille (bêta ajusté=0,60, IC à 95%= -0,86, 2,06). Conclusion : La nouvelle mesure de réticence alimentaire démontre une excellente fidélité et validité chez les enfants d’âge préscolaire en milieu de garde. Plus il y avait de la réticence alimentaire, plus l’IMC ajusté à l’âge abaisse. Les milieux de gardes pourraient donc être des milieux propices pour l’implantation d’interventions pour réduire la réticence alimentaire, et contrer l’insuffisance pondérale chez les jeunes affectés. / Abstract : Background: Eating behaviours could be associated with weight gain during early childhood. Although a majority of preschoolers spend most of their active day-time hours in daycare centres, associations between their eating behaviours at daycare and their body composition have been limitedly studied. Further, research on eating behaviours of children mainly relies on parent-reported measures. The objective of this study was to develop an objective measure of eating behaviours and to use it to assess the relationship between these behaviours and body mass index and waist circumference among preschoolers. Methods: This cross-sectional study was conducted among 309 children aged 3 to 5 in 24 daycare centres. Eating behaviours were measured through weighted digital plate waste analysis. Data from this evaluation was used to create a food reluctance score and a food affinity score. Intraclass correlations (ICC) were used to determine the reliability of the new measure. Spearman correlations were used to compare the new measures with parental report of eating behaviours. Multivariate linear regressions were used to examine the relationship between objectively measured food behaviours and children’s waist circumference and age-adjusted body mass index (BMI). Results: The new measure of food reluctance demonstrated excellent inter-rater reliability (ICC= 0.970 to 0.998, p<0.0001), intra-rater reliability (ICC=0.975 to 0.998, p<0.0001), and good test-retest reliability (ICC=0.723, p<0.0001). It also provided evidence of concurrent validity through correlation with a validated subjective measure (rho= 0.534, p<0.0001). The new measure of food affinity was however not valid (rho= -0.182, p=0.2). The food reluctance score was positively associated with children’s age-adjusted BMI (adjusted bêta; 95% CI= 1.41, 0.15, 2.67), but not with their waist circumference (0.60; -0.86, 2.06). Conclusion: The objective measure of food reluctance demonstrated evidence of reliability and validity. Greater demonstration of food reluctance at the daycare center was associated with a lower BMI. This suggests that daycare centers could represent promising settings for integrating strategies to counter food reluctance and counter inadequate weight gain among affected preschoolers.

La transplantation cellulaire apparaît aujourd'hui comme une thérapie prometteuse pour certaines formes graves d'insuffisance cardiaque réfractaire aux traitements classiques. Nous avons tenté dans ce travail d'améliorer la thérapie cellulaire en agissant sur deux paramètres : la perte et la survie des cellules. Dans une première étape, nous avons comparé les effets de deux méthodes de couverture épicardique des cellules via des biomatériaux cellularisés (feuilles de cellules et une matrice de gélatine) par rapport à ceux des injections conventionnelles dans le myocarde. Nous avons choisi de transplanter des cellules souches musculaires pour une étude de preuve de concept. Une amélioration de la fonction contractile au bout de 1 mois associée à une amélioration de la rétention cellulaire, une augmentation du nombre de vaisseaux sanguins et une diminution du pourcentage de la fibrose ont été enregistrées dans les groupes de biomatériaux cellularisés par rapport au groupe des injections de cellules. Nous avons tenté de confirmer les bénéfices de la couverture épicardique avec un autre type cellulaire. Nous avons choisi d'utiliser des cellules souches stromales d'origine adipeuse (ADSC pour Adipose Derived Stroma/Stem Cells). Toutefois, et malgré les bénéfices fonctionnels apportés lors des greffes, les feuilles d'ADSC étaient difficilement maniables lors de la chirurgie. De plus, les ADSC ont été incapables de générer de nouveaux cardiomyocytes s'intégrant électriquement et mécaniquement dans le tissu receveur. L'objectif de " régénération " myocardique requiert l'apport de cellules ayant un potentiel de différenciation cardiaque et devrait donc pouvoir être atteint avec des cellules souches embryonnaires (CSE). Nous avons choisi de travailler avec ce type cellulaire en raison de la possibilité de dériver, à partir de ces cellules, de véritables progéniteurs des cardiomyocytes. Pour limiter les conditions hypoxiques de l'environnement ischémique, nous avons co-transplanté les progéniteurs cardiaques dérivés des CSE humaines avec des ADSC afin d'en exploiter les propriétés trophiques, et d'optimiser ainsi la survie du greffon. Les deux populations cellulaires ont été transférées sur le myocarde infarci via, une matrice de gélatine (GELFILM™) qui représente de meilleures propriétés mécaniques. Lors de cette étude, nous avons remarqué une préservation contre le remodelage ventriculaire à court (1mois) et long (6mois) terme chez les animaux greffés avec les patchs co-ensemencés par rapport aux animaux recevant le patch seul et l'étude des patchs composites a montré la présence de cellules humaines in vitro mais pas in vivo, probablement à cause d'une maîtrise insuffisante du rejet. Notre travail a donc consisté en une analyse systématique de plusieurs paramètres fondamentaux de thérapie cellulaire (méthode de transfert des cellules, limitation des conditions de mort cellulaire après greffes, choix du type cellulaire). Les résultats obtenus valident l'emploi des matrices cellularisées déposées sur l'épicarde. Il convient maintenant d'optimiser la nature du biomatériau, les conditions de culture des progéniteurs cardiaques avec des cellules trophiques dans le but d'améliorer la survie du greffon.

L’encéphalopathie hépatique (EH) se développe chez les patients atteints d’une maladie du foie et se caractérise par de nombreuses anomalies neuropsychiatriques. L’insuffisance hépatique aiguë (IHA) se caractérise par une perte progressive de l’état de conscience, par une augmentation rapide de l’œdème cérébral et une augmentation de la pression intracrânienne entraînant une herniation cérébrale et la mort. Plusieurs facteurs sont responsables du développement de l’EH mais depuis une centaine d’années, l’hyperammonémie qui peut atteindre des concentrations de l’ordre de plusieurs millimolaires chez les patients atteints d’IHA aux stades de coma est considérée comme un facteur crucial dans la pathogenèse de l’EH. La présente thèse comprend 4 articles suggérant l’implication de nouveaux mécanismes pathogéniques dans le développement de l’EH et de l’œdème cérébral associés à l’IHA et tente d’expliquer l’effet thérapeutique de l’hypothermie et de la minocycline dans la prévention de l’EH et de l’œdème cérébral: 1. L’IHA induite par dévascularisation hépatique chez le rat se caractérise par une augmentation de la production de cytokines pro-inflammatoires cérébrales (IL-6, IL-1, TNF-). Cette observation constitue la première évidence directe que des mécanismes neuro-inflammatoires jouent une rôle dans la pathogenèse de l’EH et de l’œdème cérébral associés à l’IHA (Chapitre 2.1, articles 1 et 2). 2. L’activation de la microglie telle que mesurée par l’expression de marqueurs spécifiques (OX42, OX-6) coïncide avec le développement de l’encéphalopathie (stade coma) et de l’œdème cérébral et s’accompagne d’une production accrue de cytokines pro-inflammatoires cérébrales (Chapitre 2.1, article 1 et 2). 3. Un stress oxydatif/nitrosatif causé par une augmentation de l’expression de l’oxyde nitrique synthétase et une augmentation de la synthèse d’oxyde nitrique cérébral participe à la pathogénèse des complications neurologiques de l’IHA (Chapitre 2.3, articles 3 et 4). 4. Des traitements anti-inflammatoires tels que l’hypothermie et la minocycline peuvent constituer de nouvelles approches thérapeutiques chez les patients atteints d’IHA (Chapitre 2.1, article 1; Chapitre 2.2, article 2). 5. Les effets bénéfiques de l’hypothermie et de la minocycline sur les complications neurologiques de l’IHA expérimentale s’expliquent, en partie, par une diminution du stress oxydatif/nitrosatif (Chapitre 2.3, article 3; Chapitre 2.4, article 4). / Hepatic encephalopathy (HE) contains a spectrum of neuropsychiatric abnormalities observed in patients with liver disease. A quick worsening of consciousness and increasingly growing cerebral edema, high intracranial pressure, which leads to cerebral herniation and death, are characteristics of acute liver failure (ALF). Multiple factors are found responsible for the development of HE, whereas, over 100 years, hyperammonia is considered the most crucial factor in defining the pathogenesis of HE in ALF, which can increase to millimolar concentrations in the brain at the coma stages of HE. The present thesis comprises 4 articles, which demonstrates new pathogenic mechanisms involved in the development of HE and cerebral edema in ALF, and elucidates part of the therapeutic mechanism of hypothermia and minocycline in the prevention of HE and cerebral edema during ALF. The major findings are listed below: (1) Experimental ALF leads to the increase in brain production of proinflammatory cytokines (IL-6, IL-1, TNF-α), and provides the first direct evidence that central inflammatory mechanisms play a role in the pathogenesis of the encephalopathy and brain edema in ALF (chapter 2.1 - article 1; chapter 2.1 - article 2). (2) Activation of cerebral microglia, measured by OX-42, OX-6, predicts the presence of severe encephalopathy (coma) and brain edema in rats with ischemic ALF, which accompanies the increased production of brain proinflammatory cytokines (chapter 2.1 - article 1; chapter 2.2 - article 2). (3) Oxidative/nitrosative stress participates in the pathogenesis of brain edema and its complications in experimental ALF animals with ischemic liver failure. The increases in cerebral NOS isoform expression caused by ALF were sufficient to cause increased NO production in the brain (chapter 2.3 - article 3; chapter 2.4 - article 4). (4) Anti-inflammatory treatment, such as hypothermia or antibiotics, may be beneficial in patients with ALF (chapter 2.1 - article 1; chapter 2.2 - article 2). (5) The beneficial effect of both hypothermia and minocycline on the neurological complications of experimental ALF is mediated, at least in part, by reduction of brain-derived oxidative/nitrosative stress (chapter 2.3 - article 3; chapter 2.4 - article 4).

Les maladies cardiovasculaires apparaissent précocement au cours de l'insuffisance rénale chronique (IRC) et représentent la première cause de mortalité. La 1ère étape pour apprécier la relation entre risque cardiovasculaire et progression de l'IRC consiste à améliorer l'estimation du débit de filtration glomérulaire (DFG). Nous avons donc évalué l'impact des conditions analytiques de mesure de la créatininémie et de la cystatinémie sur l'estimation du DFG. Les créatinines IDMS traçables (enzymatique et Jaffe compensé) améliorent l'estimation du DFG. Cependant, les méthodes enzymatiques non sensibles aux pseudochromogènes doivent être préférées. Concernant la cystatine C, nos résultats soulignent l'absence de standardisation du dosage. Chez des patients IRC non dialysés (stade I à V), nous avons identifié l'ostéoprotégérine (OPG) comme marqueur biologique de la présence de calcifications vasculaires. In vitro, nous avons démontré que le stress oxydant, majoré en présence de sérum urémique, jouait un rôle clé dans la transdifférenciation des cellules musculaires lisses vasculaires en ost oblastes. La mortalité en dialyse reste élevée et est largement dépendante des maladies cardiovasculaires. Il nous a donc paru nécessaire de rechercher les marqueurs pronostics et/ou d'en suivre l'évolution en transplantation. En dialyse, malgré une épuration significative par hémodiafiltration, les peptides natriurétiques sont des marqueurs du remodelage ventriculaire. La combinaison "NT-proBNP-CRP" est un puissant facteur pronostic de mortalité cardiovasculaire en hémodialyse. Après transplantation rénale, les calcifications vasculaires se stabilisent chez la majorité des patients et les taux d'OPG diminuent précocement. Les taux d'OPG sont significativement plus élevés chez les patients dont les calcifications progressent. Toutefois, seule l'intensité des calcifications avant transplantation permet de prédire la progression / Cardiovascular disease occurs in the early stage of chronic kidney disease (CKD) and is the leading cause of death. The first step, to appreciate the link between cardiovascular risk and CKD progression, is to improve glomerular filtration rate (GFR) estimation. We have therefore evaluated the impact of analytical conditions for creatinine and cystatin C measurement on estimated GFR. New creatinine ID-MS traceable methods (enzymatic and compensated Jaffe) improved estimation of GFR by predictive equations. However, enzymatic methods that are much less susceptible to interfere with non-creatinine chromogens may provide more reliable estimations of GFR. Regarding cystatin C, our results highlighted the lack of standardization. In non dialyzed CKD patients (stage I to V), we identified osteoprotegerin (OPG) as a biomarker for the presence of vascular calcification. In vitro, we demonstrated that oxidative stress, increased in the presence of uremi c serum, played a key role in the transdifferentiation of vascular smooth muscle cells into osteoblast-like cells. In dialysis, mortality is high and largely dependant on cardiovascular disease. We have therefore investigated prognostic markers and/or followed their evolution after transplantation. In dialysis, despite their removal by hemodiafiltration, natriuretic peptides could be potential markers of left ventricular remodelling. In addition, the combination of high CRP and circulating NT-proBNP dramatically impaired the hemodialysis survival rate. After renal transplantation, stabilization of vascular calcification was observed in the majority of patients and OPG levels are dramatically reduced. Despite a higher baseline OPG level in progressors vs. non-progressors patients, post transplant vascular calcification progression was only predicted by baseline score.

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

L’inflammation: Une réponse adaptative du système immunitaire face à une insulte est aujourd’hui reconnue comme une composante essentielle à presque toutes les maladies infectieuses ou autres stimuli néfastes, tels les dommages tissulaires incluant l’infarctus du myocarde et l’insuffisance cardiaque. Dans le contexte des maladies cardiovasculaires, l’inflammation se caractérise principalement par une activation à long terme du système immunitaire, menant à une faible, mais chronique sécrétion de peptides modulateurs, appelés cytokines pro-inflammatoires. En effet, la littérature a montré à plusieurs reprises que les patients souffrant d’arythmies et de défaillance cardiaque présentent des taux élevés de cytokines pro-inflammatoires tels le facteur de nécrose tissulaire alpha (TNFα), l’interleukine 1β (IL-1β) et l’interleukine 6. De plus, ces patients souffrent souvent d’une baisse de la capacité contractile du myocarde. Le but de notre étude était donc de déterminer si un lien de cause à effet existe entre ces phénomènes et plus spécifiquement si le TNFα, l’IL-1β et l’IL-6 peuvent affecter les propriétés électriques et contractiles du cœur en modulant le courant Ca2+ de type L (ICaL) un courant ionique qui joue un rôle primordial au niveau de la phase plateau du potentiel d’action ainsi qu’au niveau du couplage excitation-contraction. Les possibles méchansimes par lesquels ces cytokines exercent leurs effets seront aussi explorés. Pour ce faire, des cardiomyocytes ventriculaires de souris nouveau-nées ont été mis en culture et traités 24 heures avec des concentrations pathophysiologiques (30 pg/mL) de TNFα, IL-1β ou IL-6. Des enregistrements de ICaL réalisés par la technique du patch-clamp en configuration cellule entière ont été obtenus par la suite et les résultats montrent que le TNFα n’affecte pas ICaL, même à des concentrations plus élevées (1 ng/mL). En revanche, l’IL-1β réduisait de près de 40% la densité d’ICaL. Afin d’examiner si le TNFα et l’IL-1β pouvaient avoir un effet synergique, les cardiomyocytes ont été traité avec un combinaison des deux cytokines. Toutefois aucun effet synergique sur ICaL n’a été constaté. En outre, l’IL-6 réduisait ICaL significativement, cependant la réduction de 20% était moindre que celle induite par IL-1β. Afin d’élucider les mécanismes sous-jacents à la réduction de ICaL après un traitement avec IL-1β, l’expression d’ARNm de CaV1.2, sous-unité α codante pour ICaL, a été mesurée par qPCR et les résultats obtenus montrent aucun changement du niveau d’expression. Plusieurs études ont montré que l’inflammation et le stress oxydatif vont de pair. En effet, l’imagerie confocale nous a permis de constater une augmentation accrue du stress oxydatif induit par IL-1β et malgré un traitement aux antioxydants, la diminution de ICaL n’a pas été prévenue. Cette étude montre qu’IL-1β et IL-6 réduisent ICaL de façon importante et ce indépendamment d’une régulation transcriptionelle ou du stress oxydatif. De nouvelles données préliminaires suggèrent que ICaL serait réduit suite à l’activation des protéines kinase C mais des études additionelles seront nécessaires afin d’étudier cette avenue. Nos résultats pourraient contribuer à expliquer les troubles du rythme et de contractilité observés chez les patients souffrant de défaillance cardiaque. / Cytokines are immune system modulators that are secreted in response to an insult. Even though on the short term they play a crucial role in the healing process, the prolonged secretion of pro-inflammatory cytokines, locally or systemically, has many deleterious effects. For almost 20 years reports of alteration in serum cytokine levels have been emerging in patients with various heart failure aetiologies, however it is only recently that the role of inflammation in heart pathologies is being more and more studied. Indeed, several studies have shown that patients suffering from heart failure or arrhythmias have high levels of cytokines. Three particularly of these cytokines in particular are highly present and together they play a central role in the inflammatory response. Tumour Necrosis Factor alpha (TNFα), interleukin 1 beta (IL-1β) and interleukin 6 (IL-6) are secreted chronically by immune cells or the cardiomyocytes themselves and can possibly, as shown by animal studies, induce cardiac remodelling, hypertrophy, apoptosis, fibrosis and generation of highly reactive oxidative species (ROS) among other effects. Furthermore, accumulating evidence suggests that these pro-inflammatory cytokines are not only important mediators of cardiac remodelling that can contribute to worsening of heart failure but they have also been linked to cardiac arrhythmias and prolongation of action potential. Overall, the findings suggests a strong role for pro-inflammatory cytokines in affecting cardiac function and inducing electrical remodelling, thus we hypothesised that high levels of pro-inflammatory cytokines can affect the electrical and subsequently the contractile properties of the heart. Thus, the aim of this project was to help establish the effects of the above mentioned cytokines on the electrical and contractile properties of cardiac myocytes while exploring the mechanisms by which these cytokines mediate their effect. Using cultured intact mouse neonatal ventricular cardiomyocytes which were treated chronically with various cytokines, at a pathophysiological concentration (30 pg/mL), the specific objective of this study was to measure the direct effect of chronic cytokine treatment on the L-type calcium current (ICaL), an important ionic current responsible for the plateau phase of the action potential and in the excitation contraction coupling (ECC) and the current l and subsequently, determine via which pathways cytokines are able to affect the calcium current. Patch-clamp experiments in the whole-cell voltage-clamp configuration were used to measure L-type calcium current and showed that ICaL was not affected by TNFα. Furthermore, no effect at a significantly higher concentration of TNFα (1 ng/mL) could be observed. In contrast, chronic treatment of cardiomyocytes with IL-1β depressed ICaL by up to 40 %. Furthermore, when combining TNFα with IL-1β, two cytokines often reported to act synergistically, no further reduction in ICaL current density compared to IL-1β treatment alone was observed, showing the specificity of IL-1β response. Expression studies using qPCR to quantify the mRNA of CaV1.2, the underlying alpha subunit channel which encodes for ICaL, were conducted in order to determine if the reduction in current is due to a cytokine mediated change in gene expression. We found that none of the cytokines significantly affected levels of CaV1.2 mRNA. A key component of the inflammatory response is the induction of oxidative stress. Indeed, when challenged with cytokines cardiomyocytes exhibited significant increases in ROS level. In an attempt to reverse the depression of ICaL in response to IL-1β, we treated myocytes concurrently with antioxidants and IL-1β. While we observed a significant decrease in intracellular ROS levels, antioxidant therapy failed to restore current density, indicating thus, that ROS produced in response to cytokines does not regulate ion channels. New preliminary data suggests a role for members of the protein kinase C family in regulating the properties of CaV1.2 in response to cytokines. Nonetheless, exploring this avenue will require substantial experimentation and will be the subject of future work. Overall our experiments will help provide a better understanding of the role of cytokines in regulating the electric and contractile properties of cardiomyocytes in the setting of inflammatory cardiomyopathies.