Le syndrome de chylomicronémie multifactorielle (MCS) est une maladie complexe au cours de laquelle les valeurs de triglycérides (TG) dépassent 10 mmol/L. Le MCS se manifeste à l'âge adulte et a une prévalence d’environ 1 adulte sur 600 au Québec. Deux conditions doivent être réunies pour développer cette maladie : une composante génétique (oligogénique ou polygénique) ainsi que la présence de facteurs de risque reliés au style de vie (une alimentation riche en gras et en sucres raffinés, une consommation excessive d'alcool, un diabète non contrôlé ou l'obésité). Le MCS est une condition de santé grave, puisqu’il augmente considérablement le risque de pancréatites aigües et peut doubler le risque de maladies cardiovasculaires. Actuellement, il n’y a pas d’étude d’intervention nutritionnelle, réalisée dans cette population, qui permette de connaitre l’approche nutritionnelle la plus bénéfique. Ce mémoire présente les résultats d’une étude croisée randomisée dont l’objectif était d’évaluer l’impact d’une diète faible en lipides et d’une diète faible en glucides sur le profil lipidique à jeun et postprandial chez des patients atteints de MCS en fonction de la présence d’un variant rare à l’état hétérozygote du gène de la lipoprotéine lipase (LPL). Les résultats de cette étude suggèrent qu’une diète faible en lipides permettrait une diminution plus importante des TG chez les sujets porteurs d’un variant rare à l’état hétérozygote de la LPL et pourrait ultimement contribuer à réduire le risque de pancréatite aigüe sur le long terme. / Multifactorial chylomicronemia syndrome (MCS) is a complex disease in which triglyceride (TG) values exceed 10 mmol/L. MCS occurs in adulthood and has a prevalence of approximately 1 in 600 adults in Quebec. Two conditions must be met to develop this disease: a genetic component (oligogenic or polygenic) as well as the presence of lifestyle risk factors (a diet high in fat and refined sugars, excessive alcohol consumption, uncontrolled diabetes or obesity). MCS is a serious health condition, as it significantly increases the risk of acute pancreatitis and can double the risk of cardiovascular disease. Currently, there are no nutritional intervention studies conducted in this population to determine the most beneficial nutritional approach. This thesis presents the results of a randomized crossover study whose objective was to evaluate the impact of a low-fat diet and a low-carbohydrate diet on the fasting and postprandial lipid profile in patients with SCD according to the presence of a rare heterozygous lipoprotein lipase (LPL) gene variant. The results of this study suggest that a low-fat diet would result in a greater reduction in TGs in subjects with a rare heterozygous variant of LPL and may ultimately help reduce the risk of acute pancreatitis in the long term.

Die chronische Herzinsuffizienz ist ein schwerwiegendes progredientes Krankheitsbild, das sich neben Dyspnoe und abnehmender Leistungsfähigkeit in einer nachgewiesenen Verschlechterung der HDL-Funktion manifestiert. In zahlreichen Studien, in denen der Einfluss von körperlichem Training auf die Progredienz der chronischen Herzinsuffizienz untersucht wurde, korrelierte dauerhaftes Ausdauertraining mit einer Verbesserung der eNOS-Aktivität und damit der HDLFunktion in Gefäßen. Ein Regulationsmechanismus von Endothelzellen besteht in der Expression von angiogenen microRNAs, die über negative Regulation die Proteinexpression beeinflussen. Ziel dieser Studie ist es nun, einen möglichen Zusammenhang zwischen der HDL-Funktionalität und der microRNA-Expression in Endothelzellen zu prüfen und damit die Funktionsänderung von HDL bei Herzinsuffizienten auf molekularer Ebene nachzuweisen. Zudem soll eine Beeinflussung der HDL-Funktion durch körperliches Training geprüft werden. Dafür wurde das HDL von gesunden und herzinsuffizienten Probanden (NYHAIII-Stadium) vor und nach einem vier- bzw. zwölfwöchigen Trainingsprogramm aus dem Plasma isoliert. Anschließend erfolgte mit dem gewonnenen HDL die 24-stündige Inkubation von HAEC-Kulturen. Nach Isolation der microRNAs aus dem gewonnenen Zelllysat konnte die Menge ausgewählter proangiogener miRs über RT-PCR quantifiziert werden. Die molekularbiologische Analyse der Proben zeigte eine, im Vergleich zu den Kontrollzellen, signifikant verringerte Menge an miR-21, -126 und -222 in den, mit HDLNYHAIII-inkubierten, Endothelzellen. Die miR-Expression der Endothelzellen zeigte nach dem Trainingsprogramm eine Annäherung an das Expressionsniveau der Kontrollen. Aus der dargelegten Studie wird so ersichtlich, dass das HDL von Herzinsuffizienten die Expression von proangiogenen microRNAs in Endothelzellen hemmt, was scheinbar in Korrelation mit der Ausbildung von endothelialen Dysfunktionen bei Herzinsuffizienz steht. Zudem konnte gezeigt werden, dass körperliches Training mit einer verbesserten Endothelfunktion über die Erhöhung der miR-Expression in Endothelzellen einhergeht.

Background: This study was conducted to test the hypothesis that internal medicine residents at a northeast Tennessee university clinic were not compliant with the latest National Cholesterol Educational Program Adult Treatment Panel (NCEP-ATP) guidelines in treating hyperlipidemia in patients with diabetes and coronary artery disease. Methods: A retrospective medical record survey was conducted to evaluate residents' pattern in lowering low-density lipoprotein (LDL) cholesterol to below 100 mg/dL in patients with diabetes and coronary artery disease. The survey covered a 5-year period, from July 1998 to June 2003, and included 15 randomly chosen residents who were in training for 3 consecutive years. Charts were randomly selected from residents' clinics using International Classification of Diseases-9 codes for coronary artery disease or diabetes mellitus with hyperlipidemia. Five hundred fifty charts were reviewed. Only 41 (7.45%) met the inclusion criteria. Results: Analysis of data using Epi-Info 2002 (Centers for Disease Control and Prevention, Atlanta, GA) revealed that only 68.3% of patients with diabetes and coronary artery disease reached target LDL cholesterol levels. Of the patients who reached target levels, only 42.9% maintained them. Analysis of variance and chi-square tests revealed that the frequency of cholesterol measurement, but not the frequency of physicians' visits, was associated with a higher likelihood of reaching the target LDL level. Conclusion: There was a suboptimal compliance among internal medicine residents in the frequency of screening for, reaching, and maintaining the target LDL cholesterol level, according to the latest NCEP-ATP guidelines, among high-risk patients with hyperlipidemias.

Bakgrund: Deposition av fibrillär amyloid beta 1-42 (Aβ) i hjärnan är ett välkänt kännetecken för den neurodegenerativa sjukdomen Alzheimer’s (AD). Dessa ansamlingar påverkar pericyter, en celltyp involverad i blodkärlsfunktion och upprätthållande av blodhjärnbarriären (BBB). Pericyter uttrycker både receptorn low density lipoprotein receptor related protein 1 (LRP-1) till vilken Aβ1-42 binder, och proteoglykanet NG2. NG2 har stor betydelse för pericyters samspel med endotelceller och i sin lösliga form (sNG2) främjar den angiogenes. Tidigare studier har visat att mängden NG2 som klyvs från pericyter förändras när de stimuleras med Aβ1-42. Syfte: Att undersöka om Aβ1-42 påverkar NG2 klyvning via LRP-1 Metod: Human brain vascular pericytes (HBVP) stimulerades med monomera, oligomera och fibrillära Aβ1-42 preparationer. Uttrycket av LRP-1 tystades med small interfering (si) LRP-1 och knockdown efficiency analyserades med Western Blot (WB). Även Aβ1-42 preparationer undersöktes med WB. Cellviabilitet mättes med laktatdehydrogenas (LDH) test och proteininnehåll med Bradford analys. Slutligen mättes mängden sNG2 i pericytmedium med hjälp av enzyme-linked immunosorbant assay (ELISA) baserad på electrochemiluminescence (Mesoscale). Resultat: Preparationerna med monomer och oligomer Aβ1-42 ökade NG2 klyvning. Denna Aβ1-42 inducerade ökning försvann när cellernas LRP-1 tystats. Aβ1-42 fibrillpreparationerna inhiberade däremot NG2 klyvningen oavsett närvaro av LRP-1. Aβ1-42 monomerpreparationer inducerade celldöd hos HBVP med LRP-1 men inte hos de HBVP där LRP-1 tystats, och cellviabiliteten hos HBVP ökade hos celler som stimulerats med Aβ1-42 fibrillpreparation och där LRP-1 tystats. Konklusion: Resultaten visar att Aβ1-42 monomer och oligomer påverkar NG2 klyvning via LRP-1. Däremot verkar Aβ1-42 fibrill istället påverka NG2 klyvning via en annan signalväg. Studien belyser hur Aβ1-42 kan påverka pericyter, vilket kan föreligga vaskulära förändringar kopplade till AD patologi. / Background: The deposition of fibrillar amyloid beta 1-42 (Aβ) in the brain is a well-known characteristic for the neurodegenerative Alzheimer’s disease (AD). These accumulations affect pericytes, a cell type implicated in vessel function and maintenance of the blood-brain barrier (BBB). Pericytes express both the receptor low-density lipoprotein receptor related protein 1 (LRP-1), to which Aβ1-42 binds, and the proteoglycan NG2. NG2 is important for the interaction between pericytes and endothelial cells and in its soluble form (sNG2) it promotes angiogenesis. Earlier studies have shown that the amount of NG2 shed from pericytes is altered when stimulated with Aβ1-42. Purpose: To investigate whether the Aβ1-42 influence on NG2 shedding is mediated via LRP-1. Method: Human brain vascular pericytes (HBVP) were stimulated with monomeric, oligomeric and fibrillar preparations of Aβ1-42. Expression of LRP-1 was knocked down by small interfering (si) LRP-1 silencing and knockdown efficiency was analysed with Western blot (WB). Aβ1-42 preparations were also analysed with WB. Cell viability was measured with lactate dehydrogenase (LDH) test and protein concentrations were determined with Bradford assay. Finally the amount of sNG2 in pericytemedium was measured with enzyme-linked immunosorbant assay (ELISA) baserad på electrochemiluminescence (Mesoscale) Results: Monomer and oligomer Aβ1-42 increased NG2 shedding, this Aβ1-42 induced increase was not found in HBVP with a silenced LRP-1. In contrast, fibrillar Aβ1-42 inhibited NG2 shedding regardless of LRP-1 presence. Monomer Aβ1-42 preparations induced cell death of HBVP with LRP-1 but not of HBVP without LRP-1, and cell viability of HBVP lacking LRP-1 was increased after fibrillar Aβ1-42 exposure. Conclusion: The results indicate a monomeric and oligomeric Aβ1-42 induced impact on NG2 shedding via LRP-1. However it appears as if fibrillar Aβ1-42 doesn’t affect NG2 shedding via LRP-1 but rather inhibits the process via another unknown receptor. The study highlights how Aβ1-42 can affect pericytes, which may underlie the vascular changes linked to AD pathology.

Use of biochemical markers (Lipoprotein phospholipase A2 and hyaluronic acid) for laboratory diagnosis of metabolic and degenerative diseases of the musculoskeletal system Abstract Musculoskeketal disorders currently belong to the most common diseases. The presented work describes the use of biochemical markers (Lipoprotein phospholipase A2 and hyaluronic acid) for laboratory diagnosis of metabolic and degenerative diseases of the musculoskeletal system. Concentrations of LP-PLA2 were significantly elevated in the patients with bone resorption compared to the control group of healthy individuals. Serum levels of Lp-PLA2 also negatively correlated with decreased levels of serum osteocalcin in patients. HA concentrations in synovial fluid did not differ from published reference values in synovial fluid. Patients who underwent arthroscopy had significantly elevated synovial HA concentration than patients who underwent total knee endoprosthesis. HA positively correlates with osmotic pressure determined by examination of osmolality in synovial fluid. Lipoprotein phospholipase A2 concentrations are elevated in patients with bone density impairment. LpPLA2 concentrations correlate with the severity of bone density impairment expressed by the T score. Hyaluronic acid concentrations in patients with knee...

Peripheral blood biomarkers can inform clinical care and drug development. Establishing causality between biomarker and disease is often critical for such applications, but epidemiological studies are limited due to biases from confounding and reverse causation. Mendelian randomization analysis leverages random inheritance of genetic variants at conception to mimic properties of randomized studies and estimate unconfounded effects between biomarker and disease, or vice-versa. This thesis demonstrates the utility of Mendelian randomization as a complementary tool to elucidate observational studies, predict drug safety and repurposing opportunities, and improve diagnostic biomarkers for cardiometabolic diseases. First, we characterized the hypothesized relationship between lipoprotein(a) and atrial fibrillation. We demonstrated both observed and genetically predicted lipoprotein(a) levels were associated with higher risk of atrial fibrillation across multiple independent cohorts. Importantly, risk was partly mediated independent of atherosclerotic cardiovascular disease, a known consequence of elevated lipoprotein(a) and itself a risk factor for atrial fibrillation. Next, we explored the lifelong effects of endogenous testosterone across a comprehensive set of 461 health outcomes in 161,268 males from the UK Biobank cohort. Using Mendelian randomization analysis, we found higher testosterone had beneficial effects on body composition and bone mineral density but adverse effects on prostate cancer, androgenic alopecia, spinal stenosis, and hypertension. Finally, we applied Mendelian randomization with the intention of discovering biomarkers caused by disease, which are expected to represent markers of early disease. As a proof-of-concept, we applied this framework to identify biomarkers associated with genetic predisposition to kidney function among 238 biomarkers measured in the ORIGIN trial. We discovered reduced kidney function caused increased trefoil factor 3 and showed its addition to models with known risk factors improved discrimination of incident early-stage chronic kidney disease. Taken together, Mendelian randomization identified biomarkers that warrant further study, with promising implications for screening, prevention, and treatment of different cardiometabolic diseases. / Thesis / Doctor of Philosophy (PhD) / Biological markers associated with disease can inform novel therapeutics or diagnostics but distinguishing causation from correlation is challenging. Mendelian randomization – a technique that leverages random inheritance of genetic variation to infer causality – was used to examine the role of biomarkers in cardiometabolic diseases. First, we implicated lipoprotein(a) as a risk factor for atrial fibrillation that acts independent of atherosclerotic cardiovascular disease. Second, we comprehensively characterized the lifelong effects of testosterone on health outcomes in males, where we found evidence of both beneficial and adverse effects on disease. Finally, we discovered trefoil factor 3 as a diagnostic marker for early-stage chronic kidney disease. Altogether, this thesis demonstrated different applications of Mendelian randomization that showcase its utility as a complementary tool to reveal causal biomarkers, and served to identify biomarkers for cardiometabolic diseases that merit further studies to evaluate their potential benefit on patient care.

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<p>In atherosclerotic plaques, macrophages ingest modified LDL and turn to foam cells. Others have shown that SR-BI expression levels inversely correlated with cellular cholesterol levels, and is independent of well characterized cholesterol sensing pathways; SREBP and LXR. Thus the mechanism of regulation of SR-BI is unclear. In this study, we showed that treating macrophage with agents known to increase cellular cholesterol levels, namely acLDL, LDL, MβCD:Cholesterol, resulted in reduction in HMGCoAR mRNA and SR-BI expression levels. In contrast, acLDL did not reduce SR-BI mRNA levels in macrophages from acLDL SR-A KO mice, demonstrating that acLDL mediate suppression of SR-BI was dependent on SR-A. Fucoidan, a known competitive inhibitor of acLDL binding to SR-A, and subsequent degradation, also suppressed SR-BI expression levels. Unlike acLDL, however, fucoidan induced mRNA levels corresponding to the pro-inflammatory genes iNOS and IL-6 mRNA levels, and its effects were not altered by the lack of SR-A. Instead, fucoidan mediated stimulation of iNOS and IL-6 and suppression of SR-BI mRNA levels was prevented by an anti-CD14 blocking antibody, demonstrating that the fucoidan mediated effects were dependent on CD14. Interleukin-15, a pro-inflammatory cytokine that binds to a distinct receptor, also induced iNOS and IL-6 mRNA levels and reduced SR-BI expression, suggesting that inflammatory signaling in general can reduce SR-BI expression levels. Treatment of macrophages with the lipoproteins acLDL, LDL or HDL suppressed the induction of iNOS and IL-6 mRNA by fucoidan or IL-15. Macrophages foam cells in an atherosclerotic plaque may have reduced SR-BI due to exposure with modified LDL or inflammatory cytokines or both in an atherosclerotic plaque. SR-BI expression in macrophages protects against atherosclerosis development. Our data suggests that modified lipoproteins as well as inflammatory stimuli suppress SR-BI expression in macrophages and this may contribute to their pro-apoptotic properties.</p> / Master of Science (MSc)

Für die Ätiopathogenese der Atherosklerose spielen eine Vielzahl von Mediatoren eine Rolle. Dabei werden durch das Endothel sowohl protektive als auch schädliche Mediatoren sezerniert. High Density Lipoproteine (HDL) stellen einen bedeutenden protektiven Marker für das kardiovaskuläre Risiko dar, u.a. durch die Aktivierung der endothelialen NO-Synthase (eNOS). HDL besteht zu 50 % aus Proteinen und zu 50 % aus Lipiden. Welche Komponenten des HDL für die eNOS Aktivierung verantwortlich sind, ist nicht bekannt gewesen. Im ersten Abschnitt dieser Promotionsarbeit konnte erfolgreich gezeigt werden, dass die Lysophospholipide, Sphingosin-1-Phosphat (S1P) und Sphinsosylphosphorylcholin (SPC), die strukturelle Bestandteile der Lipidfraktion von HDL darstellen, für einen Teil der HDL induzierten eNOS Aktivierung durch Stimulation des S1P3-Rezeptors verantwortlich sind. Diese eNOS Aktivierung wird durch den intrazellulären Einstrom von Calcium und durch die Aktivierung der Akt-Kinase induziert. Im zweiten Abschnitt dieser Promotionsarbeit konnte nachgewiesen werden, dass das oral verfügbare Lysophospholipid-basierte Medikament, FTY720, das ein strukturelles Analogon des S1P ist, den HDL induzierten Signaltransduktionsweg der eNOS Aktivierung in gleicher Weise induziert. Im dritten Abschnitt dieser Promotionsarbeit konnte ein neuartiges endothelabhängig sezerniertes gemischtes Dinukleosidpolyphosphat, Uridin-Adenosin-Tetraphosphat (Up4A), identifiziert werden. Up4A ist ein Agonist an den P2X- und P2Y-Purinrezeptoren. Up4A induziert bei Applikation in eine isoliert perfundierte Rattenniere hauptsächlich über die Aktivierung des P2X1-Rezeptors und des P2Y2/P2Y4-Rezeptors eine starke Vasokonstriktion im renalen Perfusionsgebiet mit einhergehender Erhöhung des mittleren renalen Perfusionsdrucks. Die direkte Infusion von Up4A in vivo in eine WKY-Ratte führt zu einer signifikanten Erhöhung des mittleren arteriellen Blutdrucks. / In the pathogenesis of atherosclerosis many mediators are included. Therefore the endothelium plays a crucial part by secreting protective but also deleterious factors. High density lipoproteins are an established protective factor in the risk profile of cardiovascular events especially by activating the endothelial NO synthase (eNOS). HDL is composed of 50 % proteins and 50 % lipids. Which component of HDL is responsible for the eNOS activation was not known. In the first part of this dissertation it could be shown, that the lysophospholipids, sphingosine-1-phosphate (S1P) and sphingosylphosphorylcholine (SPC), which are structural compounds of the lipid fraction of HDL, are responsible for a significant part of the HDL induced eNOS activation by stimulating the specific S1P3 receptor. In the signal transduction mechanism the activation of Akt kinase and an influx of calcium is involved. In the second part of this dissertation it could be shown, that the orally active lysophospholipide based drug FTY720, which is a structural analogue of S1P, is able to induce the same signal transduction mechanism activated by HDL including the stimulation of the S1P3 receptor. In the last part of this dissertation a new endothelium dependent vasoconstrictor, the dinucleoside polyphosphate uridine-adenosine-tetraphosphate (Up4A), could be for the first time identified. Up4A is a potent agonist of the P2X- and P2Y-purinoceptors. Via activating the P2X1 receptor and the P2Y2/P2Y4 receptor Up4A induce a strong vasoconstriction in the renal perfusion system in the model of the isolated perfused rat kidney with an adjacent increase of the mean perfusion pressure. By injection of Up4A in vivo in a Wistar Kyoto rat the mean arterial pressure also increase significantly.

HINTERGRUND: Die meist wöchentlich stattfindende Lipidapherese (LA) kommt bei Patienten mit therapierefraktärer Hyperlipoproteinämie sekundärpräventiv zum Einsatz. Während umfangreiche Informationen zu deren Effizienz und Sicherheit vorliegen, fehlen valide Erhebungen zum subjektiven Befinden von Lipidapheresepatienten (LAP) und deren Erleben der invasiven extrakorporalen Behandlung. METHODEN: Diese monozentrisch durchgeführte Untersuchung schloss 23 LAP mit nachgewiesener KHK sowie 32 hospitalisierte nicht-extrakorporal behandelte KHK-Patienten (NEKP) und 31 Hämodialysepatienten (HDP) ein. Es erfolgten alters-, geschlechts- und morbiditätsadjustierte Vergleiche von gesundheitsbezogener Lebensqualität (GLQ) mittels PLC (Profil der Lebensqualität chronisch Kranker), Angst und Depressivität (HADS-D=deutsche Version der Hospital Anxiety and Depression Scale; Cutoff jeweils >7), Krankheitsverarbeitung (FKV-LIS=Freiburger Fragebogen zur Krankheitsverarbeitung) sowie des bei LAP und HDP anhand von Interviews erfassten Erlebens der extrakorporalen Behandlung. ERGEBNISSE: Von den LAP hatten 39.1% einen auffälligen HADS-D-Wert für Angst und 17.4% für Depressivität. Sowohl hinsichtlich dieser Symptome als auch der psychischen und sozialen GLQ waren die LAP den NEKP nicht unterlegen, während sie eine signifikant bessere physische GLQ aufwiesen. Im Vergleich mit den HDP zeigte sich eine jeweils teilweise signifikant bessere physische, psychische und soziale GLQ bei den LAP. Sie waren zudem signifikant weniger depressiv und tendenziell weniger ängstlich. Gegenüber den HDP gaben die LAP eine signifikant geringere Belastung (5.3 vs. 2.7 von 10) durch ihre extrakorporale Behandlung an. 72% nahmen die LA-Therapie als entlastend wahr (gegenüber 69% bei den HDP) und 70% würden sie uneingeschränkt weiterempfehlen. Unter den LAP dominierten eher vorteilhafte Krankheitsverarbeitungsmechanismen, worin sie sich allerdings nicht von den NEKP und HDP unterschieden. SCHLUSSFOLGERUNG: Die Akzeptanz der LA durch die Patienten und deren im Vergleich gute GLQ sowie psychische Befindlichkeit sind beachtlich. Durch die effektive ’Blutreinigung’ allein sind diese Ergebnisse jedoch nicht zu erklären. So drängen sich Fragen zu weiteren, auch psychischen, Wirkmechanismen der LA-Therapie auf.