Quatre études de liaison génome entier ont mis en évidence une région commune de5,6 Mb dans la région du chromosome 5q15 liée à des traits associés à l’obésité, cette région incluant le gène de la prohormone convertase 1 (PCSK1). Une mutation Pc1 chez la souris a été associée à l’obésité, l’hyperphagie et à une augmentation de l’efficacité du métabolisme. La déficience complète en PCSK1 a été associée à une forme récessive rare d’obésité chezl’homme, et depuis 1997 seuls trois patients présentant cette déficience ont été décrits dans la littérature. Les porteurs de mutations délétères PCSK1 présentent des phénotypes sévères,incluant l’obésité, des hypoglycémies post-prandiales et des problèmes intestinaux ethormonaux. Contrairement aux observations faites chez la souris, les membres des famillesporteurs hétérozygotes ont été considérés comme cliniquement sains. Toutes ces études ontdésigné PCSK1 comme un gène candidat important pour l’obésité.Dans un premier temps, la contribution du gène PCSK1 au risque d’obésitépolygénique a été évaluée chez 13,659 individus d’origine européenne issus de huit cohortescas contrôles ou familiales indépendantes. Neuf variants fréquents couvrant 92% de lavariabilité génétique du locus ont été génotypés. Les méta-analyses des huit études pour levariant commun rs6232 et pour le cluster rs6234-rs6235 ont montré une associationreproductible avec l’obésité chez l’adulte et chez l’enfant (P=7.27x10-8 et P=2.31x10-12respectivement). Le rs6232 était associé à une augmentation du risque d’obésité de 34%, alorsque le cluster rs6234-rs6235 augmentait le risque d’obésité de 22%. Les analysesfonctionnelles ont montré une diminution significative de 10,4% de l’activité catalytique de laprotéine PC1/3 pour le N221D, et une diminution non significative de l’activité catalytique dela protéine PC1/3 pour le cluster Q665E/S690T.L’implication du gène PCSK1 dans l’obésité monogénique a ensuite été entreprise parle séquençage des exons de PCSK1 chez 845 sujets obèses non-consanguins d’origineeuropéenne,. Huit nouvelles mutations non-synonymes ont été identifiées. L’étude des conséquences fonctionnelles des mutations détectées sur la protéine PC1/3 a montré que62.5% de ces mutations détectées étaient prédites délétères par les analyses in silico et 87.5%de ces mutations avaient un effet sur l’auto-activation ou sur l’activité enzymatique de PC1/3in vitro. Dans le but d’estimer le degré de pénétrance pour ces sept mutations pathogéniques,6,060 obèses et 6,274 sujets minces ont été génotypés, démontrant un enrichissement par sixde ces mutations PCSK1 chez les sujets obèses (P=0.007). Cette étude a mis en évidence pourla première fois une augmentation du risque d’obésité chez les porteurs hétérozygotes de mutations perte de fonction du gène PCSK1, confirmant un mode de transmission codominantde l’obésité avec une pénétrance incomplète. La pénétrance de l’obésité a été105estimée à 54.5% pour les porteurs hétérozygotes de mutations délétères PCSK1. Unedéficience partielle en PCSK1 pourrait expliquer environ 0.83% des formes extrêmesd’obésité et représenter la seconde forme la plus fréquente d’obésité monogénique après ladficience en MC4R.Pour conclure, en plus des formes syndromiques très rares d’obésité dues à unedéficience complète en PCSK1, ce travail a permis de démontrer le rôle des variants codantsfréquents non-synonymes dans le risque d’obésité, ainsi que l’importance longtempsinsoupçonné d’une déficience partielle en PCSK1 dans les formes monogéniques d’obésité. / Four whole genome studies basing on positional cloning approach revealed a region ofchromosome 5q linked to traits related to obesity, this region contained the gene coding forthe prohormone convertase 1 named PCSK1. Pc1 mutation in mice has been associated withobesity, hyperphagia and increased metabolic efficiency. In human, PCSK1 deficiency is amonogenic form of obesity. The first case of complete PCSK1 deficiency has been identifiedin 1997 and since two other cases were discovered. Deleterious PCSK1 mutations carrierswere either homozygous or compound heterozygous and presented severe phenotypes, such asobesity, intestinal troubles and endocrine disorders. Surprisingly, the family members whowere heterozygous for these mutations appeared clinically unaffected. Overall of these studieshighlighted PCSK1 as a candidate gene for obesity.We have therefore decided to assess the contribution of PCSK1 gene to polygenicobesity risk. To assess the contribution of PCSK1 to polygenic obesity risk, we genotyped tagsingle nucleotide polymorphisms in a total of 13,659 European individuals from eightindependent case-control or family-based cohorts. The non-synonymous variants rs6232,encoding N221D, and cluster rs6234-rs6235, encoding the Q665E-S690T pair, wereconsistently associated with obesity in adults and children (P=7.27 x 10-8 and P=2.31 x 10-12,respectively). Functional analysis revealed a significant impairment of the N221D mutant onPC1/3 protein catalytic activity.In continuity of this study we decided to assess the involvement of PCSK1 gene inmonogenic obesity, knowing that only three cases of complete PCSK1 deficiency have beenreported up to now. The objectives of this study were to evaluate the prevalence of rarePCSK1 mutations contributing to human obesity and to investigate the mode of inheritance ofobesity in the context of PCSK1 deficiency. We sequenced exons of the PCSK1 gene in 845non-consanguineous extremely obese subjects of European origin and we identified eightnovel PCSK1 non-synonymous mutations in eight carriers, all heterozygous. Wecharacterized the functional consequences of the detected mutations on PC1/3 protein and wefound that 62.5% of mutations detected were predicted to be deleterious in silico and werevealed that 87.5% of mutations had an effect on the autoactivation or on the enzymaticactivity of PC1/3 in vitro. In order to estimate the degree of penetrance for the sevenpathogenic mutations, we genotyped 6,060 obese and 6,274 lean subjects. We assessed a 6-fold enrichment of these PCSK1 mutations in obese subjects (P = 0.007). We provided thefirst evidence of an increased obesity risk in heterozygous carriers of loss of functionmutations in PCSK1 gene, confirming a co-dominant mode of transmission of obesity withincomplete penetrance for this gene. The penetrance of obesity was estimated to 54.5% for108heterozygous carriers of deleterious PCSK1 mutations. Partial PCSK1 deficiency mightexplain ~ 0.83% of extreme obesity.To conclude, in addition of the syndromic forms of obesity due to a complete PCSK1deficiency, we provided the strong evidence of the contribution of common non-synonymousvariants in obesity risk and we highlighted that a partial PCSK1 deficiency is associated withan increased risk of obesity.

Quatre études de liaison génome entier ont mis en évidence une région commune de5,6 Mb dans la région du chromosome 5q15 liée à des traits associés à l'obésité, cette région incluant le gène de la prohormone convertase 1 (PCSK1). Une mutation Pc1 chez la souris a été associée à l'obésité, l'hyperphagie et à une augmentation de l'efficacité du métabolisme. La déficience complète en PCSK1 a été associée à une forme récessive rare d'obésité chezl'homme, et depuis 1997 seuls trois patients présentant cette déficience ont été décrits dans la littérature. Les porteurs de mutations délétères PCSK1 présentent des phénotypes sévères,incluant l'obésité, des hypoglycémies post-prandiales et des problèmes intestinaux ethormonaux. Contrairement aux observations faites chez la souris, les membres des famillesporteurs hétérozygotes ont été considérés comme cliniquement sains. Toutes ces études ontdésigné PCSK1 comme un gène candidat important pour l'obésité.Dans un premier temps, la contribution du gène PCSK1 au risque d'obésitépolygénique a été évaluée chez 13,659 individus d'origine européenne issus de huit cohortescas contrôles ou familiales indépendantes. Neuf variants fréquents couvrant 92% de lavariabilité génétique du locus ont été génotypés. Les méta-analyses des huit études pour levariant commun rs6232 et pour le cluster rs6234-rs6235 ont montré une associationreproductible avec l'obésité chez l'adulte et chez l'enfant (P=7.27x10-8 et P=2.31x10-12respectivement). Le rs6232 était associé à une augmentation du risque d'obésité de 34%, alorsque le cluster rs6234-rs6235 augmentait le risque d'obésité de 22%. Les analysesfonctionnelles ont montré une diminution significative de 10,4% de l'activité catalytique de laprotéine PC1/3 pour le N221D, et une diminution non significative de l'activité catalytique dela protéine PC1/3 pour le cluster Q665E/S690T.L'implication du gène PCSK1 dans l'obésité monogénique a ensuite été entreprise parle séquençage des exons de PCSK1 chez 845 sujets obèses non-consanguins d'origineeuropéenne,. Huit nouvelles mutations non-synonymes ont été identifiées. L'étude des conséquences fonctionnelles des mutations détectées sur la protéine PC1/3 a montré que62.5% de ces mutations détectées étaient prédites délétères par les analyses in silico et 87.5%de ces mutations avaient un effet sur l'auto-activation ou sur l'activité enzymatique de PC1/3in vitro. Dans le but d'estimer le degré de pénétrance pour ces sept mutations pathogéniques,6,060 obèses et 6,274 sujets minces ont été génotypés, démontrant un enrichissement par sixde ces mutations PCSK1 chez les sujets obèses (P=0.007). Cette étude a mis en évidence pourla première fois une augmentation du risque d'obésité chez les porteurs hétérozygotes de mutations perte de fonction du gène PCSK1, confirmant un mode de transmission codominantde l'obésité avec une pénétrance incomplète. La pénétrance de l'obésité a été105estimée à 54.5% pour les porteurs hétérozygotes de mutations délétères PCSK1. Unedéficience partielle en PCSK1 pourrait expliquer environ 0.83% des formes extrêmesd'obésité et représenter la seconde forme la plus fréquente d'obésité monogénique après ladficience en MC4R.Pour conclure, en plus des formes syndromiques très rares d'obésité dues à unedéficience complète en PCSK1, ce travail a permis de démontrer le rôle des variants codantsfréquents non-synonymes dans le risque d'obésité, ainsi que l'importance longtempsinsoupçonné d'une déficience partielle en PCSK1 dans les formes monogéniques d'obésité.

La génétique, et par extension le séquençage de l’ADN, sont des outils qui ont transformé la compréhension des mécanismes impliqués dans la survenue de nombreuses pathologies, dont l’obésité. Les technologies aujourd’hui à notre disposition nous permettent de déterminer rapidement si un patient est ou non porteur d’un évènement génétique pouvant expliquer sa pathologie. L’une des techniques les plus utilisées en diagnostic aujourd’hui est le séquençage d’exome, ou WES, qui permet une excellente détection des mutations ponctuelles dans les régions codantes du génome. Mais d’autres évènements comme les copy number variants, ou CNV, peuvent également expliquer certaines pathologies, dont l’obésité, via entre autres les CNV de la région 16p11.2. Actuellement, la technique de référence pour la détection de ces copy number variants est l’analyse de puces CGH (Comparative Genomic Hybridization), mais celles-ci ne permettent pas de détecter des mutations non répertoriées au préalable lors de la création de la puce. Sur le principe, le séquençage d’exome peut lui aussi être utilisé pour détecter les CNV, mais son absence de couverture des régions non codantes du génome ne permet pas une détection efficace de ces CNV, car ceux-ci peuvent survenir sur l’ensemble du génome, en englobant des régions codantes et non codantes au sein d’un seul évènement. Le séquençage génome complet peut détecter ces deux types d’évènement, mais son cout est encore élevé ce qui freine sa démocratisation, et l’analyse de données associées nécessite d’importantes ressources informatiques, et le rend difficilement utilisable en diagnostic de routine en l’état actuel des choses. Il est donc pour l’instant nécessaire d’avoir recours à deux techniques différentes pour couvrir ces deux types d’évènements génétiques. Cela implique d’utiliser des échantillons parfois très précieux à deux reprises, de supporter les couts liés à deux techniques diagnostiques (d’environ 450 euros pour le séquençage d’exome au laboratoire et un cout un peu plus élevé pour une puce à ADN dans un laboratoire clinique), et d’allonger les temps de rendu de résultats et donc la durée d’établissement du diagnostic du patient. Cet état de fait nous a conduit à développer une technique de séquençage, que nous avons nommé CoDE-seq (Copy number variation Detection and Exome sequencing), et qui permettra la détection simultanée de ces deux types d’évènements, pour diminuer les temps d’établissement de diagnostics, leurs couts, et la quantité d’échantillon nécessaire. Ce travail a nécessité deux aspects : la mise au point technique et la mise au point analytique. La mise au point technique est passée par la création d’une nouvelle « capture », permettant une détection correcte des mutations ponctuelles de l’exome et des CNV de tout le génome. La mise au point analytique a consisté à définir la méthode à employer, et à permettre d’arriver à une détection fiable, à la fois sensible et spécifique, des CNV sur l’ensemble du génome. Une fois ces CNV identifiés, la question de leur signification fonctionnelle se pose également, et une seconde partie de ma thèse porte sur l’étude de cette signification fonctionnelle, via l’étude de la conformation spaciale de la chromatine et de l’influence des CNV sur celle-ci. / Genetics, and by extention DNA sequencing, are tools that have modified the understanding of the mechanisms involved in genetic diseases, like obesity. Today’s technology has allowed us to rapidly find if a patient carries a genetic event that may explain his/her pathology. One of the most used technology for diagnostic is exome sequencing, or WES, which enables an excellent detection of point mutations in coding regions of the genome. However other events, such as copy number variations, or CNV, can also explain some pathologies, like a severe form of obesity due to CNV in the chr16p11.2 region. Actually, the gold standard method for an accurate detection of CNV is array CGH, but this technology cannot detect new point mutations. Exome sequencing can be used to detect CNV, but the lack of coverage in non-coding regions limits CNV detection sensitivity. Of note, whole genome sequencing can detect both CNVs and point mutations, but it is still very expensive and needs huge informatics capacities, which is an obvious limitation for a routine diagnostic use.For now, we have had to use two different methods in order to accurately detect both CNVs and point mutations. In other words, we have had to use precious samples two times, to assume the cost of two different methods (which is nearly 450 euros in the laboratory for exome sequencing, and a bit more for array CGH in a clinical laboratory), and to consider the time of the realization of two different methods in order to achieve a complete diagnostic.In this context, we aimed to develop an innovative sequencing method, named CoDE-seq (Copy number variation Detection and Exome sequencing), which would allow us to simultaneously detect both CNVs and point mutations, in order to reduce the time of diagnostic, the cost, and the needed quantity of sample.This work included the method conception, and the data analysis steps. The method conception has been done through the creation of a new capture enabling the detection of point mutations in the exome, and CNVs all along the genome. Furthermore, the data analysis step included the choice of the bioinformatics methods to be used, in order to get a specific and sensitive CNV detection, all along the genome.We were also interested in the fonctional significance of identified CNV, and tried to decipher it by the study of chromatine spacial conformation and the influence of these CNV.

La stéatose hépatique non-alcoolique (NAFLD) est une altération hépatique fréquente dans le diabète de type 2 (DT2) et est associée à diverses complications telles que la mortalité. L’établissement d’outils de prédiction non-invasifs de NAFLD est primordial. Mon projet de maîtrise avait pour objectif d’établir des marqueurs génétiques de NAFLD dans le DT2 via deux stratégies : 1) une sélection non-ciblée des marqueurs génétiques (SNPs) via la méthode LASSO et 2) une sélection ciblée de SNPs rapportés comme liés à la maladie ou à des altérations associées. Une population de 4098 patients avec DT2 d’origine caucasienne (ADVANCE) a été utilisée. Des données statistiques sommaires d’études pangénomiques ont été exploitées pour sélectionner, via LASSO, les marqueurs génétiques (SNPs) à inclure dans le score de risque polygénique (PRS). J’ai également développé un modèle de 3210 SNPs ajusté par des covariables capable de prédire les taux élevés de ALT (AUC=0,69) et la mortalité non-cardiovasculaire (AUC=0,66). Le criblage du locus candidat PNPLA3-SAMM50 a mis en avant une diversité des associations génétiques aux différentes altérations métaboliques comme les taux de ALT (substitut du diagnostic de NAFLD) (rs2294915, P = 1,83x10-7), à la mortalité non-cardiovasculaire (rs2294917, P = 3,9x10-4) et à l’efficacité de la thérapie intensive antidiabétique chez certains patients de la population (porteurs GG de rs16991236, P=0,007). Mes travaux ont permis de mieux comprendre le fond génétique de NAFLD dans le DT2 et laissent envisager l’établissement d’outils de diagnostic et de suivi de la maladie plus adéquats. / Non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD) is a liver disorder more frequent in type 2 diabetes (T2D) and is associated with complications such as mortality. For this reason, establishing non-invasive tools for predicting NAFLD is crucial. My master’s project aimed to establish genetic markers for NAFLD in T2D using two strategies: 1) a non-targeted selection of genetic markers (SNPs) by the LASSO method and 2) a targeted selection of SNPs reported as associated with the disease or its related abnormalities. A population involving 4098 patients with T2D and Caucasian ancestry was used. Summary statistics data of pangenomic studies were exploited for the selection of SNPs to be involved in the polygenic risk score (PRS). I also designed a model of 3210 SNPs adjusted by covariates and able to predict the high rates of ALT (AUC=0.69) and non-cardiovascular death (AUC=0.66). Mapping of the candidate locus PNPLA3-SAMM50 allowed the observation of diversity in terms of genetic association with the metabolic abnormalities such as ALT (surrogate of NAFLD) (rs2294915, P = 1.83x10-7), non-cardiovascular death (rs2294917, P = 3.9x10-4) and the efficiency of the intensive antidiabetic therapy within a subgroup in the population (individuals with GG of rs16991236, P = 0.007). My studies allowed for a better understanding of the genetic background of NAFLD in T2D and open perspectives for establishing more adequate tools for diagnosis and follow-up of the disease.

Introduction : La fibrillation auriculaire (FA) est l’arythmie la plus répandue au monde avec une prévalence estimée autour de 1-2% pour la population générale. Il s’agit d’une maladie complexe de causes multifactorielles, telles que la génétique, l’environnement et les habitudes de vie. Il est aussi important de prendre en compte que les risques de FA augmentent drastiquement avec l’âge. La fibrillation auriculaire post-opératoire (POAF) est la complication la plus commune à la suite d’une chirurgie cardiaque. Elle est associée avec une prolongation de la durée d’hospitalisation et à une augmentation du risque d’accident vasculaire cérébral (AVC) et de la mortalité. Il devient donc une priorité d’identifier les individus à risque de POAF et d’AVC causés par la FA, surtout en considérant l’existence d’interventions simples qui peuvent atténuer ces risques, comme certaines thérapies pharmacologiques. Hypothèse : L’hypothèse de ce projet est qu’un score polygénique (PGS) aurait un impact sur l’identification des individus à plus haut risque de FA à la suite d’une chirurgie cardiaque, mais aussi sur l’identification des individus à risque de récidive de FA lors d’un premier épisode de FA après une chirurgie. Objectifs : Ce projet se divise en 2 objectifs principaux. Dans un premier temps, nous cherchons à évaluer la capacité prédictive d’un PGS déjà validé (mais jamais utilisé pour la POAF) pour la POAF après une chirurgie cardiaque dans une population québécoise. Dans un second temps, nous cherchons à évaluer la capacité prédictive du même PGS au niveau de la récidive à distance de la FA chez le sous-groupe de personnes qui ont eu un épisode de POAF. Méthodes : Nous avons inclus 2340 participants de la Biobanque hospitalière de l’Institut de Cardiologie de Montréal (ICM) qui ont subi une chirurgie cardiaque entre 2005 et 2020 et qui n’avaient pas de FA diagnostiquée avant la chirurgie. La POAF a été définie comme une FA survenant jusqu’à 30 jours après la chirurgie. Le génotypage de la cohorte a été effectué à l’aide d’une puce de génotypage pangénomique, suivi d’une imputation avec l’aide du panel de référence TOPMed. Le PGS déjà validé et corrigé pour les principales composantes génétiques (PGS-AF) a été calculé à l’aide des poids d’un PGS publié (identifiant du PGS catalog : PGS000016). L’association entre le PGS-AF et la POAF a été évaluée par une régression logistique avec et sans la correction pour les facteurs de risque cliniques connus de la FA, y compris le score de risque clinique CHARGE-AF. Pour valider la valeur prédictive du PGS-AF indépendamment des prédicteurs cliniques, un indice de reclassement net (NRI) a été calculé. L’association entre le PGS-AF et le CHARGE-AF au niveau de la récidive de FA à distance, à plus de 30 jours après la chirurgie, au sein du sous-groupe de patients atteints de POAF a été évaluée avec un modèle de régression de Cox. Résultats : Sur les 2340 participants inclus dans l’étude rétrospective (80% d’hommes; âgés de 66 ans [59-71] au moment de la chirurgie cardiaque), 871 (37%) ont développé de la POAF. La POAF était plus fréquente après une chirurgie valvulaire que les autres chirurgies cardiaques (43% contre 32%, P<0,001) et avec une augmentation dans le score de risque clinique CHARGE-AF (P<0,001). Le PGS-AF était significativement associé à la POAF (P<0,001; augmentation du risque de POAF de 46% par augmentation de 1 écart-type du PGS-AF; statistique C = 0,61). L’incidence de la POAF était significativement plus élevée chez les patients avec PGS-AF au-dessus du 95e percentile (62%) comparativement aux patients avec PGS-AF en dessous du 95% percentile (36%; ratio de cote 2.3, intervalle de confiance 95% 1.6-3.4; P<0,001). Dans un modèle combinant le PGS-AF avec des prédicteurs cliniques (CHARGE-AF et chirurgie valvulaire), l’association du PGS-AF avec la POAF reste significative (P<0,001). De plus, par rapport à la prédiction clinique uniquement, l’ajout du PGS-AF entraine une amélioration significative du modèle (statistique C de 0,68 contre 0,65; test du rapport de vraisemblance P<0,001; NRI = 35%). Parmi les patients atteints de POAF, 235 (27%) ont développé de la FA au cours d’un suivi médian de 4,4 ans. Le PGS-AF et le CHARGE-AF étaient à la fois associés de manière significative et indépendante à la récidive de FA à distance (P<0,05), où chaque augmentation d’écart-type du PGS-AF augmente le risque de récidive de FA de 19%. Discussion et conclusion : Un score de risque polygénique précédemment validé pour la fibrillation auriculaire (PGS-AF) est significativement associé à la FA survenant comme une complication de la chirurgie cardiaque, indépendamment des prédicteurs de risque cliniques. Bien que la capacité discriminative soit modeste globalement, le PGS-AF permet d’identifier 5% de la population de patients avec risque de POAF 2,3 fois plus élevé, une magnitude d’effet de pertinence clinique. Le PGS-AF est également associé à la récidive à distance de la FA et, s’il est validé, pourrait aider à identifier les patients plus susceptibles de bénéficier d’une anticoagulation à long terme pour prévenir les AVC. Plus globalement, ces données impliquent le risque polygénique pour expliquer la variance de scénarios cliniques complexes tels que les complications chirurgicales. / Introduction: Atrial fibrillation (AF) is the most common arrhythmia in the world with an estimated prevalence of around 1-2% of the general population. It is a complex disease with multifactorial causes, such as genetics, environment, and lifestyle. It is also important to consider that the risk of AF increases drastically with age. Postoperative atrial fibrillation (POAF) is the most common complication following cardiac surgery. It is associated with a prolonged hospital stay length and an increased risk of cerebrovascular accident (CVA) and mortality. It therefore becomes a priority to identify individuals at higher risk of POAF and stroke caused by AF, especially considering the existence of simple interventions that can mitigate these risks, such as certain pharmacological therapies. Hypothesis: The project hypothesis is that a polygenic score (PGS) would have an impact on the identification of individuals at higher risk of AF following cardiac surgery, but also on the identification of individuals at higher risk of recurrence of AF within the subgroup of patients who had a first episode of AF after surgery. Aims: This project is divided into 2 main objectives. First, we seek to assess the predictive ability of an already validated PGS (but never used before for POAF) for POAF after cardiac surgery in a Quebec population. In a second step, we seek to assess the predictive capacity of the same PGS for distant recurrence of AF within the subgroup of people who have had an episode of POAF. Methods: We included 2,340 participants from the Montreal Heart Institute (MHI) hospital Biobank who underwent heart surgery from 2005 to 2020 and did not have an AF diagnosis before surgery. POAF was defined as AF occurring in up to 30 days after surgery. Cohort genotyping was performed using a genome-wide genotyping array, followed by imputation using the TOPMed reference panel. The PGS already validated and corrected for the main genetic components (PGS-AF) was calculated using weights of a published PGS (PGS catalog ID: PGS000016). The association between PGS-AF and POAF was assessed by logistic regression with and without correction for known AF clinical risk factors, including the CHARGE-AF clinical score. To validate the predictive ability of PGS-AF independently of clinical predictors, a net reclassification index (NRI) was calculated. The association between PGS-AF and CHARGE-AF in remote AF recurrence, more than 30 days after cardiac surgery, within the subgroup of patients with POAF was assessed using a Cox Proportional Hazards Model. Results: Of the 2,340 participants included in the retrospective study (80% males; aged 66 years old [59-71] at the time of cardiac surgery), 871 (37%) developed POAF. POAF was more common after valve surgery than other cardiac surgeries (43% vs 32%, P<0.001) and with an increase in the CHARGE-AF clinical risk score (P<0.001). PGS-AF was significantly associated with POAF (P<0.001; POAF risk increased by 46% per each standard deviation increase in PGS-AF; C-statistic = 0.61). The incidence of POAF was significantly higher in patients with PGS-AF above the 95th percentile (62%) compared to patients with PGS-AF below the 95% percentile (36%; odds ratio 2.3, range 95% confidence interval 1.6-3.4; P<0.001). In a model combining PGS-AF with clinical predictors (CHARGE-AF and valve surgery), the association of PGS-AF with POAF remains significant (P<0.001). Moreover, compared to the clinical predictors only, the addition of PGS-AF leads to a significant improvement in the model (C-statistic of 0.68 vs 0.65; likelihood ratio test P<0.001; NRI = 35%). Among patients with POAF, 235 (27%) developed AF during a median follow-up of 4.4 years. PGS-AF and CHARGE-AF were both significantly and independently associated with distant recurrence of AF (P<0.05 for both), where each standard deviation increase in PGS-AF increases the risk of distant AF recurrence by 19%. Discussion and conclusion: A previously validated polygenic risk score for atrial fibrillation (PGS-AF) is significantly associated with AF occurring as a complication of cardiac surgery, independently of clinical risk predictors. Although the discriminative ability is modest overall, the PGS-AF identifies 5% of the patient population with a 2.3 times higher risk of POAF, an effect size of clinical relevance. PGS-AF is also associated with distant recurrence of AF and, if validated, could help identify patients who could most likely benefit from long-term anticoagulation to prevent stroke. More broadly, these data implicate polygenic risk to explain the variance of complex clinical scenarios such as surgical complications.

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

L'utilisation de variétés présentant des résistances quantitatives polygéniques est une pratique respectueuse de l'environnement et potentiellement durable pour lutter contre les bioagresseurs. Les résistances quantitatives sont cependant mal connues et encore peu exploitées. Via l'étude de l'interaction Capsicum spp. / Phytophthora capsici, les objectifs sont de (i) caractériser la diversité naturelle de l'hôte pour le phénotype quantitatif de résistance, (ii) décrire la diversité au QTL Pc5.1, déterminant majeur de la résistance, conservé chez les géniteurs et efficace à large spectre, et (iii) déterminer le profil d'évolution moléculaire aux gènes candidats de Pc5.1. L'évaluation du niveau de résistance de ressources génétiques de Capsicum spp. et du spectre de résistance d'un panel d'accessions a permis d'identifier de nouveaux géniteurs de forte résistance au spectre large et a fourni un set d'isolats différenciant les accessions selon leur spectre. Le polymorphisme à Pc5.1 a été révélé par séquençage haut débit. Globalement, Pc5.1 présente un polymorphisme nucléotidique plus élevé que le reste du génome. Les accessions résistantes sont très peu divergentes au QTL, signe d'une forte conservation intra- et inter-génique, alors que les accessions sensibles sont plus polymorphes. Aux gènes candidats, deux haplotypes majeurs ont été identifiés, l'un présent quasi exclusivement chez des accessions résistantes et l'autre chez des accessions sensibles, ce qui confirme la forte conservation du locus et la divergence entre résistants et sensibles. Le déséquilibre de liaison mesuré aux gènes candidats étant fort, surtout chez les C. annuum, 65% des polymorphismes sont significativement associés à la résistance. Cette étude a mis en évidence le caractère contraint de l'allèle de résistance à Pc5.1 et interroge sur l'origine et l'histoire évolutive du QTL, en relation avec sonefficacité à large spectre. Il semble qu'une localisation proche du centromère limite les recombinaisons au locus et que la divergence entre les sensibles et les résistants soit un événement ancien. La détermination de la nature moléculaire et de l'histoire évolutive de Pc5.1 sera poursuivie en approfondissant les analyses de divergence des séquences et en se focalisant sur la validation fonctionnelle des gènes candidats déjà en cours. / An environmentally friendly and potentially durable strategy to control diseases is the breeding for varieties displaying quantitative polygenic resistances. However a few is known about quantitative resistances, which are thus underexploited. Through the investigation of the Capsicum spp. / Phytophthora capsici interaction, this study aimed to (i) phenotype natural host diversity for the quantitative resistance, (ii) describe the nucleotide diversity at the QTL Pc5.1, a major determinant of resistance that is retrieved among genitors and is broad-spectrum, and (iii) explore the pattern of molecular evolution at Pc5.1 candidate genes. Through the phenotyping for level of resistance in Capsicum spp. genetic resources and spectrum of resistance in a sample of accessions, novel genitors displaying strong and broadspectrum resistance have been identified, and a set of isolates that differentiate accessions according to their resistance spectrum has been established. High-throughput sequencing has been exploited to identify polymorphisms at Pc5.1. Nucleotide diversity at Pc5.1 is higher than over the genome. Resistant accessions displayed low divergence thatindicates high intra- and inter-genic conservation, while susceptible accessions are more polymorphic than resistant ones. At the candidate genes, two major haplotypes have been identified, one being almost exclusively exhibited by resistant accessions and the other by susceptible ones, which reinforces the assessments that the QTL is highly conserved and that resistant and susceptible accessions are divergent. Linkage disequilibrium at candidate genes being high, particularly for C. annuum, 65% of polymorphisms are in significant association with resistance. By highlightingthe constraint pattern of selection at Pc5.1, this study wonders about the origin and the evolution history of the QTL, in relation to its broad-spectrum efficiency. A close proximity with the centromere region seems to restrict recombinations at the QTL, and divergence between resistant and susceptible may be an ancient event. The investigation of the molecular function and the pattern of evolution of Pc5.1 will be continued through in depth study of the acquired sequences and functional validation of candidate genes already ongoing.

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

Le diabète de type 2 (DT2) est une maladie chronique grave et sa prévalence ne cesse d’augmenter partout dans le monde. La complication la plus sévère et la plus courante du diabète est la néphropathie diabétique dont le premier symptôme est l’albuminurie. Notre premier objectif est d’évaluer si un dépistage précoce de l’albuminurie permet une meilleure prise en charge de cette complication dans la pratique générale des médecins. Notre deuxième objectif est de valider l’efficacité de notre score de risque polygénique (SRP) sur la prédiction du risque d’albuminurie sur une cohorte canadienne composée de patients DT2, hypertendus provenant de groupe de médecine familiale (GMF) et de family health team (FHT) au Québec et en Ontario (CLINPRADIA I). Le SRP a permis de déterminer les 30% de patients à risque élevé de développer l’albuminurie. En effet, la prévalence d’albuminurie des 30% des sujets classés à haut risque génétique par le SRP était 2,6 fois plus élevée que le reste des patients de CLINPRADIA I. Dans la même cohorte, nous avons démontré que l’introduction d’un point of care testing (POCT) a amélioré la pratique et l’adhésion des médecins aux lignes directrices du traitement de l’albuminurie. Les valeurs d’albuminurie et le nombre de patients albuminuriques ont diminué significativement en réponse à l’introduction du POCT. Nous pouvons conclure de nos résultats que l’utilisation de notre SRP permettrait d’identifier les patients à risque élevés d’albuminurie alors que le POCT permettrait un dépistage précoce et un meilleur suivi de l’albuminurie chez ces patients. / Type 2 diabetes (T2D) is a serious chronic disease and its prevalence keeps increasing all over the world. The most severe and common diabetes complication is nephropathy of which the first symptom is albuminuria. Our first objective is to evaluate if early screening of albuminuria allows for a better patient care of this condition in general practitioner practice. Our second objective is to validate the efficacy of our polygenetic risk score (PRS) on the risk prediction of albuminuria on Canadian cohort composed of hypertensive TD2 patients from groupe de médecine familiale (GMF) and family health team (FHT) in Quebec and in Ontario (CLINPRADIA I). The PRS identified the 30% of T2D patients at high risk of developing albuminuria. Indeed, the albuminuria prevalence of the 30% of subjects at high genetic risk based on the PRS was 2.6 times higher than the remaining patients of CLINPRADIA I. In the same cohort, we established that the introduction of the point of care testing (POCT) improves the practice and the adherence of physicians to the guidelines for the treatment of albuminuria. The values of albuminuria and the number of patients with albuminuria decreased significantly after the introduction of the POCT. We can conclude from our results that the use of our PRS enables the early identification of the patients at high risk of albuminuria while the POCT enables the early detection of patients with albuminuria who benefited from an early intervention.

Il y a consensus qu’approximativement la moitié des différences individuelles liées à l’agression physique sont héritées. Cependant, les premières manifestations comportementales et sociales de cette propension génétique demeurent inconnues. Cette étude vise à tester l’hypothèse selon laquelle, les scores polygéniques liés à l’agression (SPGAG) et au trouble du déficit de l’attention/hyperactivité (TDAH; SPGTDAH), tous deux ayant précédemment été associés à l’agression physique à l’âge scolaire, se manifesteraient d’abord par des comportements externalisés et des expériences adverses à la petite enfance. Les données génétiques de 718 participants (44,6 % garçons) de l’Étude longitudinale du développement des enfants du Québec (ELDEQ) ont été utilisées pour estimer les SPGs. L’agression physique à l’âge scolaire a été rapportée à six reprises entre 6 et 13 ans par des enseignants indépendants. Les mères ont rapporté les comportements externalisés (agression physique, hyperactivité, opposition) et les expériences adverses (difficultés avec les pairs, pratiques parentales hostiles et coercitives) à trois occasions entre l’âge de 3½ et 5 ans. Les résultats indiquent que ces deux SPGs prédisent l’agression physique à l’âge scolaire. Néanmoins, seules les difficultés avec les pairs expliquent l’association entre le SPGAG et l’agression physique. L’hyperactivité, l’opposition et les pratiques parentales hostiles et coercitives sous-tendent toutes, de façon séparée, l’association entre le SPGTDAH et l’agression physique à l’âge scolaire, bien que seule l’hyperactivité ait une contribution unique lorsque ces construits sont examinés simultanément. Ces résultats contribuent à décrire comment l’étiologie génétique liée à l’agression physique se manifeste à la petite enfance, identifiant ainsi des cibles précoces d’intervention. / There is now a consensus in the literature suggesting that approximately half of the individual differences related to physical aggression (PA) are inherited. However, the behavioral and social early manifestations of this genetic propensity remain unknown. This study aims to test the hypothesis that polygenic scores related to aggression (PGSAGG) and attention deficit hyperactivity disorder (ADHD; PGSADHD), both of which were previously shown to be associated with PA during school-age, would be first phenotypically expressed as externalized behaviors and adverse experiences in early childhood. The genetic data of 718 participants (44,6% boys) from the Quebec Longitudinal Study of Child Development (QLSCD) were used to estimate the SPGs. PA in school age was reported up to six times between 6 and 13 years old by independent teachers. Externalized behaviors (PA, hyperactivity, opposition) and adverse experiences (difficulties with peers, harsh and coercive parenting practices) were reported by mothers on three occasions between the ages of 3½ and 5 years old. Results indicate that both SPGs predicted PA in school age. However, only difficulties with peers explain the association between PGSAGG and PA. Hyperactivity, opposition, and harsh and coercive parenting practices in early childhood all separately partially mediated the association between PGSADHD and PA in school age, although only hyperactivity has a unique contribution when these constructs are examined simultaneously. These findings contribute to describing how PA measured genetic etiology ascertained by the PGS come to be first phenotypically expressed in early childhood, identifying early intervention targets for interventions.