La cirrhose et le carcinome hépatocellulaire liés au virus de l’hépatite C (HCV) sont des indications majeures de transplantation hépatique. La réinfection du greffon par le HCV est systématique et sans moyen de prévention. Les mécanismes par lesquels le virus échappe au système immunitaire afin de réinfecter le greffon sont mal connus. Ce travail de thèse a permis d’identifier de nouveaux mécanismes et des déterminants clés impliqués dans la persistance virale. Nous avons identifié que l’utilisation des facteurs d’entrée cellulaires par le HCV évolue simultanément avec ses capacités d’échappement aux nAbs, et démontré qu’apo E est un composant clé des lipoparticules virales intervenant dans la persistance du HCV. L’identification de nouveaux facteurs viraux et cellulaires impliqués dans l’échappement viral, apporte de nouvelles perspectives dans le développement de nouvelles stratégies de prévention de la réinfection ainsi que dans le développement d’un vaccin prophylactique. / Hepatitis C virus (HCV)-cirrhosis and HCC are leading indications for liver transplantation. Reinfection of the liver graft is universal and no way of prevention exists. Mechanisms employed by HCV to evade the immune system and reinfect the liver graft are unknown. This thesis work identified new mechanisms and key determinants involved in viral persistence. Weidentified a novel clinically and therapeutically important mechanism of viral evasion, where coevolution simultaneously occurs between cellular entry factor use and escape from neutralization. We also discovered that virus-apoE interaction is unique mechanism of viral evasion from neutralizing antibodies. Identification of new viral and host factors involved in viral escape paves the way in the development of new prevention strategies and prophylactic vaccine.

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

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2007-2008. / Les travaux de recherche réalisés dans le cadre de ce projet avaient pour objectif d'étudier le rôle de la lipase endothéliale (LE) dans le métabolisme des lipoprotéines chez l'humain. L'impact de l'obésité et de l'inflammation sur les concentrations de LE a d'abord été étudié. Nous avons rapporté que les concentrations plasmatiques de LE étaient fortement corrélées à l'indice de masse corporelle (IMC) et à l'accumulation de tissu adipeux (TA) viscéral. L'absence d'ARNm de la LE dans les tissus adipeux viscéral et sous-cutané suggère qu'il serait très improbable que l'association entre la LE et l'obésité soit due à une augmentation de production de LE par les tissus adipeux. En revanche, ceci pourrait être le reflet de perturbations métaboliques majeures sous-jascentes, telles que l'inflammation. Nous avons effectivement rapporté que la variance des concentrations plasmatiques de LE étaient expliquée à 26.6% par un score inflammatoire (basé sur les concentrations plasmatiques de CRP, de IL-6 et de sPLA2-IIA), et ce, indépendamment de l'âge, des concentrations d'apoB, et de l'accumulation de TA viscéral. Ceci suggère que la relation entre l'obésité et les niveaux de LE en circulation pourraient en partie être reliée à l'inflammation. Nous avons par la suite observé une augmentation croissante des niveaux plasmatiques de LE chez les femmes préménopausées, les femmes postménopausées et les hommes. Nous avons rapporté que ces concentrations élevées de LE étaient associées à un profil lipidique pro-athérogène i.e. à des concentrations élevées de cholestérol, de triglycérides (TG), d'apoB et de LDL petites et denses ainsi qu'à une réduction de C-HDL. Les résultats d'études cinétiques chez ces sujets ont révélé que l'association entre la LE et un profil lipidique pro-athérogène pourrait s'expliquer par une élimination diminuée d'apoB-VLDL et par une production ralentie d'apoA-I. Finalement, l'étude du variant T111I dans le gène de la LE dans l'Étude des Familles de Québec a montré que ce polymorphisme semblait avoir un effet modeste sur les concentrations plasmatiques de HDL. Toutefois, la découverte d'une interaction gène-diète chez les femmes à l'étude suggère que le variant T111I pourrait conférer une protection contre la réduction des concentrations plasmatiques d'apoA-I et C-HDL3 habituellement causée par une alimentation riche en acides gras polyinsaturés. Ces observations demandent d'être reproduites chez un plus grand nombre de sujets. De plus, l'élévation des concentrations intravasculaires de LE chez les individus obèses ou ayant le syndrome métabolique pourraient être dues à la présence concomitante d'un état pro-inflammatoire. Cet aspect mérite davantage d'attention dans les études futures. / The objective of the present thesis was to investigate the role of endothelial lipase (EL) in human lipoprotein metabolism. First, we studied the impact of obesity and of a pro-inflammatory state on plasma EL concentrations. We reported that plasma EL Ievels were positively correlated with body mass index and visceral adipose tissue (AT) accumulation. The absence of EL mRNA in visceral and subcutaneous AT suggested that it would be unlikely that the association between EL and obesity might be due to an increased production of EL by AT. However, this could reflect major metabolic complications like inflammation. We have, indeed, reported that variance in plasma EL concentrations were explained at 26.6% by an inflammatory score (based on plasma concentrations of CRP, IL-6 and sPLA2- IIA), independently of age, apoB Ievels and visceral AT accumulation. This suggests that the relationship between obesity and plasma EL in circulation might be related, to some extent, to inflammation. We then observed progressively higher plasma EL Ievels among premenopausal women, postmenopausal women and men. We have reported that these higher Ievels in plasma EL were associated with a pro atherogenic lipid profile along with increased Ievels of cholesterol, TG, apoB and small dense LDL and reduced HDL-C. Results from kinetic studies in these subjects revealed that this association between EL and a deleterious lipid profile could be explained by a delayed clearance in VLDL-apoB and a reduced production of apoA-I. Finally, the investigation of the T111I variant in the EL gene in subjects of the Québec Family Study has shown that this SNP has a modest effect on plasma HDL concentrations. However, the apparent interplay between T111I and unsaturated fatty acid consumption suggests that this variant might protect against the réduction in plasma apoA-I and HDL3-C usually caused by a diet rich in polyunsaturated fatty acids. Thèse results need to be reproduced in a larger sample of subjects. The concomitant presence of a pro-inflammatory state in obesity and the metabolic syndrome might be an explanation for the increased plasma EL Ievels, and this issue deserves more attention in future studies.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal. / Les patients diabétiques de type 2 développent de manière prématurée et accélérée des lésions athéromateuses. Des études ont démontré que la lipoprotéine lipase (LPL) macrophagique pouvait contribuer, en favorisant l'accumulation de lipides dans les lésions athéromateuses, au développement de l'athérosclérose. Nous avons étudié la régulation de la LPL macrophagique dans le diabète. Nos résultats démontrent que: 1) l'incubation des macrophages murins et humains en présence de concentrations élevées de glucose augmente l'expression génique, la masse immunoréactive et l'activité de la LP. La voie de la protéine kinase C est impliquée dans l'effet modulateur du glucose sur la LPL macrophagique, via la surexpression du facteur de transcription c-fos et la liaison accrue des protéines nucléaires à la séquence AP-1 du promoteur génique de la LPL; 2) le glucose, à des concentrations élevées, stimule in vitro l'expression génique des "peroxisome proliferator-activated receptors" (PP AR) <X et p par les macrophages murins et humains, et diminue celle des PP AR y par les macrophages humains. Une augmentation des niveaux d' ARN messagers macrophagique de PP ARo: et p, et une inhibition de l'expression génique de PP AR y sont aussi observées chez les patients diabétiques de type 2. L'incubation des macrophages murins, en présence de concentrations élevées de glucose, augmente la liaison des protéines nucléaires extraites de ces cellules à l'élément de réponse aux PP ARs situé dans le promoteur du gène de la LPL. Ces données prises dans leur ensemble suggèrent l'implication des PP ARs dans l'effet stimulant du glucose sur l'expression génique de la LPL macrophagique; 3) l'expression, la production et l'activité de LPL macrophagique sont augmentées chez les patients diabétiques et que les facteurs périphériques présents dans le sérum de ces sujets sont en partie responsables de ces anomalies. Une sécrétion macrophagique accrue de facteur de nécrose tumorale-a, tant au niveau basal que stimulé par la LPL, est aussi observée chez les patients diabétiques. En résumé, nos données démontrent une augmentation d'expression de la LPL macrophagique chez le patient diabétique de type 2, au moins partiellement attribuable à l'hyperglycémie. Cette altération de la régulation de la LPL macrophagique associée au diabète pourrait représenter un nouveau mécanisme par lequel l'hyperglycémie favoriserait le développement et la progression de l'athérosclérose, chez le patient diabétique de type 2.

L’hyperchylomicronémie familiale est un trait monogénique caractérisé par un taux de triglycérides plasmatiques à jeun supérieur à 10 mmol/L (la normale étant de 1,7 mmol/L). L’hyperchylomicronémie familiale est le plus souvent causée par une déficience dans le gène LPL (pour lipoprotéine lipase). La déficience en lipoprotéine lipase (LPLD) est aussi associée à un risque élevé de pancréatite. La pancréatite en soi est reconnue comme un trait complexe génétique dont plusieurs gènes sont associés à sa susceptibilité. Étant donné l’expression variable de la pancréatite chez les patients LPLD, les résultats de ce mémoire présentent certains facteurs génétiques pouvant être responsables du risque de l’expression de la pancréatite aigüe récurrente chez les sujets LPLD. L’analyse par séquençage des régions codantes et promotrices des gènes CTRC (pour « Chymotrypsin C ») et SPINK1 (pour « Serine protease inhibitor Kazal type 1 ») a été effectuée chez 38 patients LPLD et 100 témoins. Ces deux gènes codent pour des protéines impliquées dans le métabolisme des protéases au niveau du pancréas et ont déjà été associés avec la pancréatite dans la littérature. Notre étude a permis d’identifier une combinaison de deux polymorphismes (CTRC-rs545634 et SPINK1-rs11319) associée significativement avec la récidive d’hospitalisations pour douleur abdominale sévère ou pour pancréatite aigüe récurrente chez les patients LPLD (p<0,001). Ces résultats suggèrent que le risque de récidive de pancréatite chez les patients LPLD peut être influencé par des variants dans des gènes de susceptibilité à la pancréatite. L’identification de biomarqueurs génétiques améliore la compréhension des mécanismes physiopathologiques de la pancréatite chez les patients LPLD ce qui, par conséquent, permet de mieux évaluer et caractériser les risques de pancréatite afin d'adapter un plan d'intervention préventif pour ces patients. / Familial hyperchylomicronemia is a monogenic trait characterized by an increased fasting plasma triglyceride levels ≥ 10 mmol/L (normal is 1.7 mmol/L). Familial hyperchylomicronemia is most often caused by a deficiency in the LPL gene. Lipoprotein lipase deficiency (LPLD) is also associated with an increased risk of pancreatitis. Pancreatitis is recognized as a complex genetic trait and several genes are associated with its susceptibility. Considering the variable expression of pancreatitis in LPLD patients, results of this manuscript demonstrate that genetic factors may be responsible of the increased risk of recurrent acute pancreatitis episodes in LPLD subjects. The sequencing analysis of the coding and promoters regions of CTRC gene (for Chymotrypsin C) and SPINK1 gene (for Serine protease inhibitor Kazal type 1) was performed. These two genes encode proteins involved in the metabolism of the pancreas proteases and have been associated with pancreatitis in literature. A combination of two polymorphisms (CTRC-rs545634 and SPINK1-rs11319) have been identified and associated with recurrent hospitalizations for severe abdominal pain or recurrent acute pancreatitis in LPLD patients (p <0.001). These results suggest that the risk of recurrent episodes of pancreatitis in LPLD patients may be influenced by variants in susceptibility genes. The identification of genetic biomarkers improves the understanding of the pathophysiological mechanisms of pancreatitis in LPLD patients which therefore helps to assess and characterize the risk of pancreatitis to adapt preventive intervention plan for these patients.

La déficience partielle en lipoprotéine lipase (LPLD) est associée à une augmentation du risque cardiométabolique chez les hommes et les femmes. L’adiponectine, le syndrome métabolique et la ménopause sont des modulateurs importants de ce risque. L’objectif de cette étude était d’évaluer la contribution de l’adiponectine au profil de risque cardiométabolique de femmes porteuses de variants dans le gène LPL connus pour être associés avec la LPLD. L'échantillon étudié comprenait 568 femmes d'origine canadienne-française, dont 127 avec une LPLD et 441 non LPLD (contrôles). L'influence de l'adiponectine sur le risque associé à la LPLD a été évaluée en utilisant des analyses de régression multiples prenant en compte l’influence du statut ménopausique, des variables anthropométriques, du bilan lipidique, de la glycémie à jeun et du tabagisme. Les résultats montrent que les niveaux d'adiponectine étaient significativement plus faibles dans les groupes LPLD. La contribution des valeurs faibles d’adiponectine au profil de risque cardiométabolique des sujets LPLD était indépendante du statut ménopausique et de toutes les autres covariables étudiées. Cela suggère que l'adiponectine contribue au profil de risque cardiométabolique chez les femmes porteuses d’une mutation connue pour être associée avec la LPLD. / The cardiovascular risk significantly increases after menopause. Lipoprotein lipase (LPL) is a key enzyme in the metabolism of triglyceride (TG)-rich lipoproteins which contributes to cardiometabolic homeostasis. Adiponectin is an adipocytokine which also influences the cardiometabolic status. The objective of this study was to evaluate the contribution of plasma adiponectin to the cardiometabolic status of women carrying loss-of-function LPL gene variants (LPLD). A total of 568 French Canadian women (127 LPLD and 441 controls) were included. The association of plasma adiponectin with LPLD was assessed using multiple regression models. Cardiometabolic covariates included anthropometrics, lipids (TG, HDL-C, LDL-C, apo B), fasting glucose and smoking. Mean plasma adiponectin concentration was significantly lower in women with LPLD. Women carrying loss-of function LPL gene mutations also presented a significantly higher risk of coronary artery disease. In conclusion, these results suggest that low plasma adiponectin significantly contributes to the cardiometabolic risk profile of postmenopausal women carrying loss-of-function LPL gene mutations, independently of anthropometrics, lipids and other covariates.

La déficience partielle en lipoprotéine lipase (LPLD) est associée à une augmentation du risque cardiométabolique chez les hommes et les femmes. L’adiponectine, le syndrome métabolique et la ménopause sont des modulateurs importants de ce risque. L’objectif de cette étude était d’évaluer la contribution de l’adiponectine au profil de risque cardiométabolique de femmes porteuses de variants dans le gène LPL connus pour être associés avec la LPLD. L'échantillon étudié comprenait 568 femmes d'origine canadienne-française, dont 127 avec une LPLD et 441 non LPLD (contrôles). L'influence de l'adiponectine sur le risque associé à la LPLD a été évaluée en utilisant des analyses de régression multiples prenant en compte l’influence du statut ménopausique, des variables anthropométriques, du bilan lipidique, de la glycémie à jeun et du tabagisme. Les résultats montrent que les niveaux d'adiponectine étaient significativement plus faibles dans les groupes LPLD. La contribution des valeurs faibles d’adiponectine au profil de risque cardiométabolique des sujets LPLD était indépendante du statut ménopausique et de toutes les autres covariables étudiées. Cela suggère que l'adiponectine contribue au profil de risque cardiométabolique chez les femmes porteuses d’une mutation connue pour être associée avec la LPLD. / The cardiovascular risk significantly increases after menopause. Lipoprotein lipase (LPL) is a key enzyme in the metabolism of triglyceride (TG)-rich lipoproteins which contributes to cardiometabolic homeostasis. Adiponectin is an adipocytokine which also influences the cardiometabolic status. The objective of this study was to evaluate the contribution of plasma adiponectin to the cardiometabolic status of women carrying loss-of-function LPL gene variants (LPLD). A total of 568 French Canadian women (127 LPLD and 441 controls) were included. The association of plasma adiponectin with LPLD was assessed using multiple regression models. Cardiometabolic covariates included anthropometrics, lipids (TG, HDL-C, LDL-C, apo B), fasting glucose and smoking. Mean plasma adiponectin concentration was significantly lower in women with LPLD. Women carrying loss-of function LPL gene mutations also presented a significantly higher risk of coronary artery disease. In conclusion, these results suggest that low plasma adiponectin significantly contributes to the cardiometabolic risk profile of postmenopausal women carrying loss-of-function LPL gene mutations, independently of anthropometrics, lipids and other covariates.

La souche de P. aeruginosa PA14 est un isolat humain hautement virulent. PA14 possède deux îlots de pathogénicité. L'îlot de pathogénicité PAPI-1 de 108 kb est un élément intégratif et conjugatif (ICE), capable de s'auto-transférer à des souches de Pseudomonas par un mécanisme de conjugaison. Le mécanisme de transfert fait intervenir un pilus de Type IVb, encodé dans l'îlot PAPI-1. Mon travail de doctorat a eu pour but de caractériser à un niveau moléculaire le pilus de Type IVb (Pil-PAPI-1). J'ai d'abord, inséré un promoteur constitutif en place du promoteur endogène pour activer l'expression du locus pil2. J'ai démontré que 9 des 10 gènes sont requis pour le transfert d'ADN. J'ai ensuite initié la caractérisation de composants formant la machine de conjugaison. J'ai caractérisé le produit des gènes pilL2 et pilN2. J'ai démontré que PilL2 est une protéine de membrane externe (ME) et exposée dans le périplasme. Cette protéine est essentielle pour la fonctionnalité (transfert d'ADN) de la machinerie de conjugaison. Malgré ses caractéristiques prédites de lipoprotéine, aucune des mutations réalisées n'a pu modifier la localisation de ME de PilL2. J'ai aussi démontré que PilL2 forme un sous complexe de ME avec PilN2, la sécrétine du système. PilN2 forme des multimères stable, et présente les caractéristiques d'une liposécretine, capable d'auto-insertion et d'auto-multimérisation dans la ME. J'ai démontré que le N-ter de PilN2 mature est critique pour la formation d'un pore fonctionnel, mais n'est pas impliqué dans l'interaction avec PilL2. Ces résultats suggèrent que PilL2 et PilN2 forment un nouveau type de sous complexe de ME dans la famille des TFPb. / The P. aeruginosa PA14 strain is a highly virulent human isolate. PA14 possesses two pathogenicity islands. The 108-kb pathogenicity island PAPI-1 is an integrative and conjugative element (ICE), capable of self-transferring to any recipient Pseudomonas strain, by a conjugative mechanism. The transfer mechanism is mediated by a Type IVb pilus, encoded within the PAPI-1 Island. My PhD work aimed to characterize this Type IVb pilus (Pil-PAPI-1) at a molecular level. The pil2 locus is poorly expressed under laboratory condition. I, first, introduced a constitutive promoter to turn on expression of the pil2 locus. I demonstrated that 9 of the 10 genes are required for DNA transfer. Then, I initiated the characterization of components forming the conjugation machinery. I characterized the products of pilL2 and pilN2 genes. I demonstrated that PilL2 is an OM protein and protruding in the periplasm. This protein is essential for the functionality (DNA transfer) of the conjugative TFPb machinery. Despite its predicted lipoprotein-hallmarks, none of the mutations engineered were able to abrogate the OM-localization of PilL2. We also demonstrated that PilL2 forms an OM sub-complex with PilN2, the secretin of the system. We provide evidence that PilN2 forms stable multimers, which presents the features of a liposecretin, capable of self-insertion and self-multimerization in the OM. We demonstrated that while the N-terminus of the mature PilN2 is required for the formation of a functional pore, it is not involved in interaction with PilL2. These results suggest that PilL2 and PilN2 could form new type of OM sub-complex in the TFPb family.

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

L’hypertriglycéridémie (hyperTG) est une dyslipidémie fréquente, caractérisée par une augmentation de la concentration plasmatique en triglycérides (TG). L’hyperTG est considérée comme un facteur de risque indépendant de la maladie cardiovasculaire, particulièrement de la maladie coronarienne athérosclérotique. Plusieurs facteurs environnementaux et génétiques ont été associés avec l’hyperTG. Cependant, près de 90% des cas d’hyperTG primaire sont encore incomplètement caractérisés au niveau moléculaire. Dernièrement, la protéine GPIHBP1 (glycosylphosphatidylinositol-anchored high-density lipoprotein-binding protein 1), qui a un rôle clef dans le métabolisme des TG, a été associée à l’expression d’hyperTG sévère et rare chez l’humain. Ce mémoire présente les résultats de nos travaux qui ont été effectués afin d’identifier de nouvelles bases moléculaires associées à l’expression de l’hyperTG dans le locus du gène GPIHBP1. Nous avons observé que le polymorphisme GPIHBP1 g.-469G>A (rs72691625), dont la fréquence de l’allèle mineure a été évaluée à 19,6% dans notre échantillon, serait associé à l’expression d’hyperTG (TG ≥ 2mmol/L) dans une population canadienne-française. Ce polymorphisme est associé à un risque 1,67 fois plus grand d’exprimer une triglycéridémie ≥ 2mmol/L chez les porteurs hétérozygotes et 5,7 fois plus grand chez les porteurs homozygotes, comparativement aux non-porteurs. Ce risque d’hyperTG serait exacerbé par la présence concomitante d’une mutation hypertriglycéridémiante dans le gène codant pour la lipoprotéine lipase. La présence de ce polymorphisme serait particulièrement associée à l’expression de la dysbêtalipoprotéinémie familiale et de l’hypertriglycéridémie familiale endogène. GPIHBP1 g.-469G>A est le premier polymorphisme fréquent identifié dans le promoteur du gène à être associé avec l’expression d’hyperTG. GPIHBP1 émerge de plus en plus comme un gène candidat intéressant pour la recherche de nouvelles bases moléculaires pouvant expliquer certaines formes d’hyperTG primaire fréquente. / Hypertriglyceridemia (hyperTG) is a frequent dyslipidemia referring to an increased fasting plasma triglyceride (TG) level ≥ 2 mmol/L. HyperTG is an independent risk factor for cardiovascular disease, such as coronary artery diseases. Several environmental and genetic factors have been associated with hyperTG. Although several gene factors were associated with hyperTG, nearly 90% of cases of primary hyperTG are still incompletely characterized at the molecular level. Recently, few cases of rare and severe hyperTG have been associated with some rare polymorphisms in the gene coding for GPIHBP1 (glycosylphosphatidylinositol-anchored high-density lipoprotein-binding protein 1). This manuscript resumes our research regarding the identification of new molecular bases associated with the expression of frequent hyperTG subtypes in the gene locus GPIHBP1. Our results show that the GPIHBP1 g.-469G>A polymorphism (rs72691625), whose the minor allele frequency was estimated to 19.6% in our sample, was associated with the expression of hyperTG (TG ≥ 2 mmol/L) in a French-Canadian population. Subjects heterozygous and homozygous for this polymorphism respectively had a 1.67-fold and 5.70-fold increased risk to exhibit plasma TG levels ≥ 2mmol/L as compared to non-carriers. This increased risk of hyperTG observed in g.-469A carriers seems to be exacerbated by the concomitant presence of a frequent loss-of-function lipoprotein lipase gene variant. This polymorphism seems also particularly associated with dysbetalipoproteinemia and familial hypertriglyceridemia. The g.-469G>A polymorphism is the first common polymorphism in the GPIHBP1 gene promoter to be associated with the expression of hyperTG. GPIHBP1 emerges as a significant candidate for the molecular based of primary hyperTG.