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

L’échoendoscopie thérapeutique occupe une place croissante et incontournable de l’activité médico-chirurgicale en pathologie digestive depuis le développement des sondes sectorielles. Les domaines d’application de cette technique interventionnelle mini-invasive sont de plus en plus nombreux, d’une part en pathologie biliopancréatique et entérale permettant la réalisation d’anastomoses évitant un recours à la chirurgie traditionnelle, et d’autre part en cancérologie digestive car elle permet de délivrer un agent thérapeutique, une source de rayonnement ou des cellules liées au système immunitaire dans une lésion ciblée. L’abord vasculaire est une voie récente et prometteuse de l’échoendoscopie interventionnelle offrant des perspectives thérapeutiques en hépatologie notamment dans le domaine de l’hypertension portale. Ce travail se décompose en trois parties décrivant successivement l’état de l'art des applications de l’échoendoscopie interventionnelle, puis deux travaux originaux expérimentaux : dans un premier temps, le transfert de la technique d’anastomose biliodigestive (réalisée régulièrement dans notre centre) à l’abord vasculaire portosystémique sur animal sain, puis dans un deuxième temps la validité de la technique sur modèle animal de fibrose hépatique. La première série d’expérimentations a permis de mettre au point la technique de création d’un shunt intrahépatique portosystémique par échoendoscopie chez 23 cochons sains, en collaboration avec l’équipe de radiologie vasculaire. Ces procédures ont été réalisées dans une salle de cathétérisme vasculaire expérimentale (laboratoire Caviti) dans le cadre du laboratoire d’accueil ISIT (Image Science for Interventional Techniques, Pr. L. Boyer, Pr. J.-Y. Boire, UMR CNRS/UDA 6284). Les résultats ont été concluants puisque le shunt est apparu faisable dans 91% des cas, fonctionnel dans 81% des cas avec une morbidité de 14,2%. La deuxième série d’expérimentations a permis de valider cette technique d’échoendoscopie chez un modèle porcin de fibrose hépatique par embolisation radiologique, en collaboration avec l’Institut National de Recherche Agroalimentaire de Theix pour la stabulation des animaux. Ce travail multidisciplinaire a permis une collaboration étroite entre endoscopistes, radiologues, chirurgiens viscéraux et anatomopathologistes, s’inscrivant dans une démarche de recherche transversale. Les résultats sont encourageants puisqu’un shunt intrahépatique porto-systémique par échoendoscopie s’est révélé techniquement faisable et fonctionnel sur modèle de fibrose hépatique avec une survie à 7 jours des animaux dans deux tiers des cas. Avant d’envisager une étude princeps chez l’homme, des études complémentaires sont néanmoins nécessaires sur des modèles porcins présentant une fibrose hépatique associée à une hypertension portale en augmentant la durée de stabulation, en homogénéisant la procédure de squelettisation de l’artère hépatique et en adaptant la dose de solution injectée. Cette technique pourrait constituer à terme une alternative en cas d’échec de la technique standard pour complications de l’hypertension portale (shunt intrahépatique portosystémique par voie transjugulaire) chez des patients alors en situation d’impasse thérapeutique. / Therapeutic endoscopic ultrasonography is a growing and essential part of the medical and surgical activity in digestive pathology since the development of sectoral probes. The fields of application of this minimally invasive interventional technique are more and more numerous, on the one hand in biliopancreatic and enteral pathology, allowing the realization of anastomoses without traditional surgery, and on the other hand in digestive oncology, because it makes it possible to deliver a therapeutic agent, a source of radiation or cells linked to the immune system in a targeted lesion. The vascular approach is a recent and promising way of interventional endoscopic ultrasound offering therapeutic perspectives in hepatology, especially in the field of portal hypertension.This work is divided into three parts successively describing the state of the art of the applications of interventional ultrasonoscopy, then two original experimental works: initially, the transfer of the technique of biliodigestive anastomosis (performed regularly in our center ) at the portosystemic vascular approach on healthy animal, then in a second time the validity of the animal model technique of liver fibrosis.The first series of experiments led to the development of the technique for the creation of an intrahepatic shunt portosystemic by echoendoscopy in 23 healthy pigs, in collaboration with the vascular radiology team. These procedures were performed in an experimental vascular catheterization room (Caviti laboratory) as part of the ISIT host laboratory (Image Science for Interventional Techniques, Prof. L. Boyer, Pr. J.-Y.Boire, UMR CNRS / UDA 6284). The results were conclusive since the shunt appeared feasible in 91% of cases, functional in 81% of cases with a morbidity of 14.2%. The second series of experiments validated this endoscopic ultrasound technique in a porcine model of liver fibrosis by X-ray embolization, in collaboration with Theix National Institute for Food Research for Animal Stabling. This multidisciplinary work has allowed close collaboration between endoscopists, radiologists, visceral surgeons and anatomopathologists, as part of a transversal research approach. The results are encouraging since a porto-systemic intrahepatic shunt by endoscopic ultrasonography proved to be technically feasible and functional on a hepatic fibrosis model with a 7-day survival of the animals in two-thirds of the cases. Before considering a primary study in humans, additional studies are nevertheless necessary on porcine models presenting hepatic fibrosis associated with portal hypertension by increasing the duration of stabulation, by homogenizing the procedure of skeletonization of the hepatic artery and by adjusting the dose of injected solution. This technique could eventually be an alternative in case of failure of the standard technique for complications of portal hypertension (intrahepatic portosystemic shunt transjugular) in patients then in a situation of therapeutic impasse.

On estime qu'approximativement 20 millions de personnes dans le monde souffrent d'insuffisance cardiaque et la prévalence de cette pathologie ne cesse d'augmenter avec le vieillissement croissant de la population. L'évaluation de la fonction ventriculaire gauche par la mesure de la fraction d'éjection permet en fait de distinguer deux populations distinctes de patients insuffisants cardiaques : l'une avec et l'autre sans altération de la fraction d'éjection, encore dénommées respectivement Heart Failure with Reduced Ejection Fraction (IC-FEr) et Heart Failure with Preserved Ejection Fraction (IC-FEp). On ne sait pas aujourd'hui si ces deux entités représentent deux pathologies distinctes ou, au contraire, deux entités intimement liées. L'IC-FEp est actuellement observée chez environ 40 à 50% des patients présentant une insuffisance cardiaque et son évolution est semblable à celle des patients IC-FEr.Le concept d'IC-FEp soulève toutefois des difficultés conceptuelles : d'une part car la notion d'une fraction d'éjection préservée implique la connaissance de sa valeur de base et d'autre part, les valeurs dites "normales" de la fraction d'éjection sont encore à établir. Par ailleurs, la vision mécanique du cœur comme une pompe hémodynamique ou musculaire conditionne la compréhension de la physiopathologie de la IF-FEp.Dans ce contexte, nous avons mis au point un modèle porcin de dysfonction diastolique avec éjection préservée secondaire à une hypertension artérielle induite par une perfusion continue d'angiotensine II pendant 28 jours. Dans ces conditions, nous avons démontré une altération de la fonction ventriculaire gauche alors même que l'éjection était préservée. Ceci était objectivé par 1) une augmentation paradoxale des durées relatives de contraction et de relaxation isovolumiques, 2) des réponses inappropriées des phases isovolumiques du cycle cardiaque à des augmentations de la fréquence et de l'inotropisme cardiaques et 3) une étroite relation entre ces deux phases isovolumiques (couplage contraction-relaxation). L'inadéquation entre les niveaux de fréquence cardiaque et des phases isovolumiques nous a amené à évaluer les effets de la modulation pharmacologique de la fréquence cardiaque sur le couplage contraction-relaxation. Ainsi la réduction sélective de la fréquence cardiaque par l'administration d'ivabradine, un inhibiteur des canaux If, a réduit significativement la durée de ces deux phases et favorisé le remplissage. Cependant, cette normalisation n'était qu'apparente puisque le ratio entre la contraction et la relaxation isovolumiques restait augmenté à J28, en défaveur de la contraction isovolumique.En conclusion, le développement d'une dysfonction diastolique avec une éjection préservée s'accompagne d'une dysfonction systolique qui entrave une réponse adéquate du myocarde à un stress dans un contexte d'hypertension chronique. / Approximately 20 millions individuals in the world experience heart failure symptoms; heart failure prevalence is continuously rising with population aging. Left ventricular function evaluation by the ejection fraction allows distinguishing two different patient sets: one with and one other without ejection fraction alteration, respectively named Heart Failure with Reduced Ejection Fraction (HF-rEF) and Heart Failure with Preserved Ejection Fraction (HF-pEF). It is unknown if these two clinical presentations represent two different pathologies or two manifestations of the same clinical entity. HF-pEF is found in about 40-50% of patients with heart failure and its evolution is similar to that of patients with HF-rEF.However, several conceptual difficulties deal with the HFpEF: on one hand, talking about preserved ejection fraction implies the knowledge of its basal value; on the other, the normality needs to be established. Moreover, considering the heart either as a hemodynamic pump or as a muscular pump may modify the understanding of HFpEF physiopathology.We therefore set up a swine model of diastolic dysfunction with preserved ejection induced by chronic hypertension, which was obtained by continuous perfusion of angiotensin II during 28 days. In these conditions, we clearly demonstrated a LV function impairment, while the ejection phase parameters remained preserved. The LV impairment is demonstrated by: 1) the paradox increase of the relative durations of isovolumic contraction and relaxation; 2) the blunted responses of the isovolumic phases of cardiac cycle to heart rate augmentation and cardiac inotropisme; 3) a straight relationship between these two isovolumic phases (contraction-relaxation relationship).The mismatch between the heart rate and the isovolumic phases behaviour led us to investigate the possible effects of the heart rate pharmacological modulation on the contraction-relaxation coupling. The selective reduction of the heart rate by ivabradine administration (a selective If channel inhibitor) was able to significantly reduce the isovolumic contraction and relaxation phases' durations, thus improving filling phase dynamics. Anyway, this “normalisation” was only apparent, because the contraction to relaxation ratio was increased at day 28, to the detriment of the isovolumic contraction.In conclusion, chronic hypertension induces a diastolic dysfunction with a preserved ejection fraction paralleled by a systolic dysfunction which is responsible of a blunted myocardial response to stress.

La méthode de préservation d’organes la plus utilisée actuellement en transplantation rénale est la conservation statique en hypothermie. Cependant, ce mode de conservation induit des dommages inhérents aux lésions du syndrome d’ischémie/reperfusion (I/R). Cette étude a eu pour objectif d’identifier de nouvelles conditions de préservation des greffons, afin de limiter les lésions d’I/R, en modulant la température de conservation ou par ajout d’un transporteur d’oxygène. Nous avons utilisé deux modèles : in vitro avec des cellules endothéliales et in vivo en autotransplantation rénale chez le porc.Les résultats ont confirmé les effets délétères de la conservation à 4°C contrairement à des conservations à 19°C, 27°C et surtout 32°C, permettant d’obtenir une activité métabolique, une viabilité et une intégrité cellulaire supérieures ainsi qu’une diminution des marqueurs de l’inflammation et du stress oxydant. Nous avons aussi démontré les bénéfices d'un nouveau transporteur d’oxygène, M101, dans deux des solutions de conservation les plus utilisés, UW et HTK. L'utilisation de M101 en conservation statique permet une meilleure reprise de fonction à court terme et une réduction de la fibrose, cause principale de la perte du greffon. Enfin, nous avons montré une conservation des bénéfices de M101 à des doses réduites et déterminé que cette protection était due à une multifonctionnalité de la molécule, combinant un transporteur d’oxygène, une activité superoxyde dismutase et une taille importante (permettant de réguler la pression oncotique). Ce travail a montré de nouvelles pistes de réflexion vers une préservation, et donc une qualité, supérieure des organes à transplanter. / The most used preservation method in renal transplantation is hypothermic cold storage (CS). However, this method induces damages inherent to the ischemia/ reperfusion (I /R) syndrome.My study was aimed at identifying new grafts preservation conditions, to limit I/R damage, by varying storage temperature or by adding an oxygen carrier.We used two models: in vitro with endothelial cells and in vivo in pig renal autotransplantation. The results confirmed the deleterious effects of 4°C storage in contrast to conservations at 19°C, 27°C and above 32°C, resulting in improved metabolic activity, cellular viability and integrity as well as a significant reduction in markers of inflammation and oxidative stress. Then we demonstrated the benefits of a new oxygen carrier, M101, in the two most used preservation solutions, UW and HTK. Indeed, use of M101 in CS protocols improved short-term function recovery and reduced fibrosis development, main cause of graft loss. Finally, we have shown that the benefits of M101 were preserved at lower doses and we determined that this protection was due to a multifunctionality of the molecule, combining oxygen transport, superoxyde dismutase activity and a large size (regulating oncotic pressure). This work permitted the uncovering of new concepts towards improved organ preservation and quality for transplantation.

Il est maintenant admis que la composition de la plaque athérosclérotique est un déterminant majeur de sa vulnérabilité à se rompre. Vu que la composition de la plaque affecte ses propriétés mécaniques, l'évaluation locale des propriétés mécaniques de la plaque d'athérome peut nous informer sur sa vulnérabilité. L'objectif est de comparer les techniques d’élastographie ultrasonores endovasculaire (EVE) et non-invasive (NIVE) en fonction de leur potentiel à identifier les composantes calcifiées et lipidiques de la plaque. Les acquisitions intravasculaire et extravasculaire ont été effectuées sur les artères carotidiennes de neuf porcs hypercholestérolémiques à l’aide d’un cathéter de 20 MHz et d'une sonde linéaire de 7.5 MHz, respectivement. Les valeurs de déformation radiale et axiale, rapportés par EVE et NIVE, ont été corrélées avec le pourcentage des zones histologiques calcifiées et lipidiques pour cinq plaques. Nos résultats démontrent une bonne corrélation positive entre les déformations et les composantes calcifiées (r2 = 0.82, P = 0.034 valeur par EVE et r2 = 0.80, P = 0.041 valeur par NIVE). Une forte corrélation entre les déformations axiales et les contenus lipidiques par NIVE (r2 = 0.92, P-value = 0.010) a été obtenue. En conclusion, NIVE et EVE sont des techniques potentielles pour identifier les composants de la plaque et aider les médecins à diagnostiquer précocement les plaques vulnérables. / It is now widely accepted that plaque composition is a major determinant of plaque’s vulnerability to rupture. Since composition of the plaque affects its mechanical properties, the local assessment of mechanical properties of atherosclerotic plaque may inform us about plaque’s vulnerability. The objective is to compare ultrasonic endovascular elastography (EVE) versus non-invasive vascular elastography (NIVE) according to their potential to identify plaque contents. Intravascular and extravascular acquisitions were performed on carotid arteries of nine hypercholesterolemic minipigs with a 20 MHz catheter and a 7.5 MHz standard probe, respectively. Radial and axial strain values, reported by EVE and NIVE respectively, were correlated with histological area of lipid and calcium for five plaques. Our results demonstrate a good positive correlation between strains and calcified contents (r2=0.82, P-value=0.034 by EVE and r2=0.80, P-value= 0.041 by NIVE). Additionally, there is a strong correlation between axial strains and lipid contents by NIVE (r2=0.92, P-value= 0.010). In conclusion, NIVE and EVE are the potential techniques to identify plaque components and to help physicians to early diagnose the vulnerable plaques.

Il est maintenant admis que la composition de la plaque athérosclérotique est un déterminant majeur de sa vulnérabilité à se rompre. Vu que la composition de la plaque affecte ses propriétés mécaniques, l'évaluation locale des propriétés mécaniques de la plaque d'athérome peut nous informer sur sa vulnérabilité. L'objectif est de comparer les techniques d’élastographie ultrasonores endovasculaire (EVE) et non-invasive (NIVE) en fonction de leur potentiel à identifier les composantes calcifiées et lipidiques de la plaque. Les acquisitions intravasculaire et extravasculaire ont été effectuées sur les artères carotidiennes de neuf porcs hypercholestérolémiques à l’aide d’un cathéter de 20 MHz et d'une sonde linéaire de 7.5 MHz, respectivement. Les valeurs de déformation radiale et axiale, rapportés par EVE et NIVE, ont été corrélées avec le pourcentage des zones histologiques calcifiées et lipidiques pour cinq plaques. Nos résultats démontrent une bonne corrélation positive entre les déformations et les composantes calcifiées (r2 = 0.82, P = 0.034 valeur par EVE et r2 = 0.80, P = 0.041 valeur par NIVE). Une forte corrélation entre les déformations axiales et les contenus lipidiques par NIVE (r2 = 0.92, P-value = 0.010) a été obtenue. En conclusion, NIVE et EVE sont des techniques potentielles pour identifier les composants de la plaque et aider les médecins à diagnostiquer précocement les plaques vulnérables. / It is now widely accepted that plaque composition is a major determinant of plaque’s vulnerability to rupture. Since composition of the plaque affects its mechanical properties, the local assessment of mechanical properties of atherosclerotic plaque may inform us about plaque’s vulnerability. The objective is to compare ultrasonic endovascular elastography (EVE) versus non-invasive vascular elastography (NIVE) according to their potential to identify plaque contents. Intravascular and extravascular acquisitions were performed on carotid arteries of nine hypercholesterolemic minipigs with a 20 MHz catheter and a 7.5 MHz standard probe, respectively. Radial and axial strain values, reported by EVE and NIVE respectively, were correlated with histological area of lipid and calcium for five plaques. Our results demonstrate a good positive correlation between strains and calcified contents (r2=0.82, P-value=0.034 by EVE and r2=0.80, P-value= 0.041 by NIVE). Additionally, there is a strong correlation between axial strains and lipid contents by NIVE (r2=0.92, P-value= 0.010). In conclusion, NIVE and EVE are the potential techniques to identify plaque components and to help physicians to early diagnose the vulnerable plaques.

La tuberculose est une maladie contagieuse causée par les bactéries appartenant au complexe Mycobacterium tuberculosis. On estime près de neuf millions de nouveaux cas et un million de décès chaque année dans le monde. De plus, approximativement un tiers de la population mondiale est infecté de manière latente, donc à risque de développer la maladie. Le seul vaccin préventif jusqu’à présent disponible est le Bacille de Calmette-Guérin (BCG). Cependant, son efficacité contre la forme pulmonaire de la maladie, contagieuse et plus fréquente chez l’adulte, est extrêmement variable. Le développement de nouveaux vaccins prophylactiques contre la tuberculose est basé sur une stratégie de remplacement ou d’amélioration de l’actuel vaccin BCG. De nombreux candidats vaccins sous-unitaires sont évalués dans un protocole de vaccination de rappel après le BCG. Ce dernier est en effet administré à plus de 80% des nouveau-nés et des nourrissons des populations à haut risque.<p>Le présent travail a eu pour but principal d’étudier une nouvelle approche de vaccination combinant le Bacille de Calmette-Guérin avec des vaccins sous-unitaires à ADN plasmidique dans différents modèles précliniques.<p>Plusieurs hypothèses tentent d’expliquer la faible efficacité du vaccin BCG, comme la faible induction de réponses immunitaires de type cellulaire T CD8+, le déclin de l’immunité protectrice induite au cours du temps, ou son répertoire antigénique limité. Les vaccins à ADN plasmidique induisant de telles réponses, le travail proposé a consisté au développement d’un nouveau protocole de vaccination basé sur la coadministration par la voie intradermique du vaccin BCG formulé avec un vaccin à ADN plasmidique codant pour un antigène mycobactérien. Nous avons observé dans plusieurs modèles murins (adulte et néonatal) une augmentation significative des réponses cellulaires de type CD4+ Th1 et CD8+, ainsi que de la réponse humorale spécifique. L’immunogénicité de cette approche a également été analysée dans un modèle animal de grande taille, à savoir le modèle porcin. Les résultats obtenus indiquent que les vaccins à ADN plasmidique sont capables d’augmenter les réponses spécifiques à l’antigène codé par le plasmide mais également celles spécifiques à d’autres antigènes exprimés par le vaccin BCG. Enfin, dans la deuxième partie du travail, nous avons développé des vaccins plasmidiques codant pour des combinaisons d’antigènes phase-spécifiques de M. tuberculosis et nous avons analysé leur immunogénicité en modèle murin.<p>En conclusion, nous avons montré que la stratégie de coadministration par la voie intradermique du vaccin BCG avec un vaccin à ADN plasmidique encodant des antigènes mycobactériens s’avère être un protocole de vaccination réaliste et efficace pour améliorer l’immunité induite par le vaccin BCG. Elle offre par ailleurs des perspectives pour être appliquée avec des plasmides codant pour des antigènes caractéristiques de la tuberculose latente, peu reconnus après vaccination BCG, pour protéger à la fois contre la tuberculose active d’une primo-infection et contre la réactivation d’une infection latente. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished