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

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La dysplasie bronchopulmonaire (DBP) constitue la principale séquelle respiratoire de la prématurité. Elle est caractérisée par des altérations du développement alvéolaire et est définie cliniquement par la persistance d'une oxygénodépendance à 36 semaines d'âge corrigé. Malgré l'amélioration constante des soins en néonatologie, la DBP reste relativement fréquente chez les prématurés de moins de 1000g, et aucun traitement préventif ou curatif véritablement efficace n'existe à l'heure actuelle. Une susceptibilité génétique à la DBP a été démontrée il y quelques années. L'identification de gènes de susceptibilité permettrait non seulement de mieux comprendre la physiopathologie de cette maladie, mais également de dégager de nouvelles pistes thérapeutiques. Les études disponibles sont basées sur une approche gène candidat, le plus souvent sur un nombre limité de sujets, et aucune d'entre elles n'a pu être répliquée dans d'autres populations. Nous avons donc décidé de réaliser une étude d'association pan-génomique à la recherche de gènes de susceptiblité à la DBP.Cette étude multicentrique a permis la constitution prospective d'une base de données cliniques et biologiques et d'une banque d'ADN de nouveau-nés prématurés de moins de 28 SA. L'étape de screening pan-génomique a été réalisée par une stratégie de DNA pooling dans deux populations ethniques différentes, et la validation par génotypage individuel dans deux populations de réplication. Les gènes sélectionnés ont ensuite été étudiés au cours du développement pulmonaire chez le rat.L'ensemble de la démarche pan-génomique a permis d'identifier un gène majeur, commun à l'ensemble des populations étudiées: SPOCK2. Notre étude a également permis d'identifier MMP16 comme gène de susceptibilité à partir des premiers résultats du DNA pooling dans la population caucasienne. L'étude de ces deux gènes au cours du développement pulmonaire chez le rat nous oriente fortement vers un rôle au cours du développement alvéolaire, avec un pic d'expression au cours de l'alvéolisation et une altération de cette expression dans le modèle hyperoxie. De plus, SPOCK2 et MMP16 appartiennent à une voie de signalisation commune, ce point renforçant fortement la crédibilité du rôle de ces gènes dans la susceptibilité à la DBP. Le rôle exact de ces gènes dans l'alvéolisation et la DBP reste à déterminer ainsi que les conséquences fonctionnelles potentielles des polymorphismes identifiés. Parallèlement, la collecte de nouveaux échantillons d'ADN chez des anciens prématurés ainsi que la collaboration avec des équipes étrangères permettra de poursuivre les études d'association dans des populations de plus en plus importantes / RationaleBronchopulmonary dysplasia is the most common chronic respiratory disease in prematureinfants. Genetic factors might contribute to bronchopulmonary dysplasia susceptibility.ObjectivesTo identify genetic variants involved in bronchopulmonary dysplasia through a genome-wideassociation study.MethodsWe prospectively evaluated 418 premature neonates (gestational age below 28 weeks), ofwhom 22% developed bronchopulmonary dysplasia. Two discovery series were created, usinga DNA pooling strategy in neonates from Caucasian and African ancestry. Polymorphismsassociated with the disease were confirmed in an independent replication population. Geneswere then explored by fine mapping and associations were replicated in an external Finnishpopulation of 213 neonates. Validated genes expression patterns were studied in rat lung,following air or hyperoxia exposure.Measurements and Main ResultsSPOCK2 gene was identified by both discovery series. The most significant polymorphism(rs1245560, p=1.66x10-7) was confirmed by individual genotyping, and in the replicationpopulation (p=0.002). Fine mapping confirmed the association of rs1245560 withbronchopulmonary dysplasia in both Caucasian and African populations with adjusted oddsratios of 2.96 (95% CI [1.37-6.40]) and 4.87 [1.88-12.63] respectively. In Caucasian neonates,rs1049269 was also associated with the disease (OR=3.21 [1.51-6.82]). These associationswere replicated in the Finnish population. In newborn rat lungs, SPOCK2 mRNA levelsmarkedly increased during the alveolar stage of lung development. After rat exposure tohyperoxia, SPOCK2 expression increased relative to air-exposed controls

La physiopathologie de l'hypertension artérielle pulmonaire (HTAP) implique de multiples mécanismes. Elle est caractérisée, entre autres, par la réduction de la production des facteurs vasodilatateurs, l'augmentation exagérée des facteurs vasoconstricteurs et des facteurs de croissance qui conduisent à la vasoconstruction, la prolifération et le remodelage vasculaire pulmonaire. Les cellules endothéliales pulmonaires secrètent des facteurs paracrines qui contribuent à l'hyperplasie des cellules musculaires lisses pendant la progression de l'hypertension artérielle pulmonaire. Le FGF2 produit par les cellules endothéliales et stocké dans la matrice extracellulaire, est l'un de ces facteurs très bien documenté pour entraîner une prolifération des CML. Cette étude montre que l'inhibition de l'expression pulmonaire du bFGF par l'injection répétée du SiRNA chez les rats traités à la MCT, est corrélée à l'amélioration des paramètres hémodynamiques, du remodelage vasculaire et de l'hypertrophie cardiaque droite, en traitement préventif et curatif. Chez les sujets atteints d'hypertension pulmonaire le niveau de la sérotonine circulant est très élevé. La biosynthèse de la sérotonine dépend de la tryptophane hydroxylase. Nous avons étudié l'impact des variations génétiques de la Tph1 et de la Tph2 sur le développement de l'HTAP chez les souris. Cette étude a montré que la déficience en Tph1 (Tph périphérique) protège les souris contre l'hypoxie alors que les souches de souris porteuses du polymorphisme C1473G au niveau du gène Tph2 (Tph centrale) montrent des phénotypes d'HTAP différents pendant l'hypoxie. En plus de l'importance de la TPH, l'expression du 5-HTT est aussi déterminant dans l'HTAP. Les souris SM22 surexprimant le 5-HTT dans les CML à un niveau proche de celui des CML des patients atteints d'hypertension artérielle pulmonaire développent spontanément une HTAP qui s'aggrave avec l'âge. Du fait de la baisse considérable de l'activité de ces deux enzymes, le NO synthase et la prostacycline synthase, au niveau des cellules endothéliales chez les patients HTAP, le taux de l'AMPc et du GMPc baisse. Les PDEs hydrolysent les deux messagers des agents vasodilatateurs prostacycline et oxyde nitrique, et l'utilisation des inhibiteurs de phosphodiestérases augmentent la concentration intracellulaire de GMPc et AMPc et causent la vasodilatation pulmonaire. Le traitements des rats HTAP avec l'inhibiteur du PDE4 (Roflumilast) avec deux doses 1,5 et 0,5mg/Kg/jour, a montré une régression de l'HTAP, baisse de l'hypertrophie cardiaque et du remodelage vasculaire des rats traités à la monocrotaline ou mises en hypoxie aigüe (10% O2), chez qui un traitement préventif et curatif a été effectué. / The physiopatholy of pulmonary arterial hypertension (PAH) implies multiple mechanisms. It is characterized by the reduction of the production of vasodilatators factors, the overproduction of vasoconstrictor factors and growth factors which lead to the pulmonary vasoconstriction, and the pulmonary vascular remodeling. The pulmonary endothelial cells release paracrine factors which contribute to the hyperplasy of the smooth muscule cells (SMC) during the progression of PAH. The FGF2 produced by the endothelial cells and stored in the extracellular matrix is reproted to be involved in the SMC proliferation. This study shows that inhibition of the pulmonary expression of FGF2 by the repeated injection of SiRNA in the rats treated with monocrotaline (MCT), is correlated with the improvment of the hemodynamic parameters, vascular remodeling and right ventricular hypertrophy, in both, a preventive and a curative treatment. In pateints with PAH, it has been shown that the circulating level of serotonin is very high as compared to control patients. The biosynthesis of serotonin depends on tryptophan hydroxylase. Therefore, we studied the impact of the genetic variations of Tph1 and Tph2 on the development of PAH in mice. This study showed that deficiency in Tph1 (peripheral Tph) protects mice against the hypoxia-induced PAH severity during hypoxia. In addition to the importance of the Tph, the serotonin transporter (5-HTT) expression is also a determining factor in the development of PAH. Mice overexpressing 5-HTT (SM22-5-HTT+ mice) specifically in SMC develop spontaneously PAH in normoxia, which worsens with age. We observed a significant decrease int he rate of cAMP and cGMP produced in the endothelial cells from patients with PAH, which has been reported to be due to low activities of NO synthase and prostacyclin synthase. Phosphodiesterases (PDE)hydrolize the two messengers (cAMP and cGMP), and the use of specific inhibitors of PDE increases the intracellular concentration of cGMP and cAMP and causes pulmonary vasodilatation. A daily oral administration of Roflumilast (1,5 and 0,5 mg/kg/day) a specific inhibitor of PDE4, was effective in preventing and in reversin the PAH in both experimental model of PAH, the MCT and chronic hypoxia (10%O2,2 weeks)

L’objectif était de mieux définir les relations entre l’exposition à certaines fibres minérales et les anomalies génétiques somatiques associées à la transformation tumorale de cellules de l’appareil respiratoire. Deux études indépendantes ont été conduites à partir du modèle murin Nf2+/- de mésothéliome malin (MM) développé dans le laboratoire, exposé par inoculation intrapéritonéale à des fibres d’amiante crocidolite (souris abs-Nf2+/- et abs-Nf2+/+) et à des fibres céramiques réfractaires (FCR) (souris ceram-Nf2+/-).Ce choix a été fondé selon une stratégie raisonnée à partir de la connaissance des anomalies génétiques observées dans le MM. La validité de ce modèle a été vérifiée en comparant les MM murins et humains. Des MM ont été induits par le crocidolite chez des souris abs-Nf2+/- et abs-Nf2+/+. Les souris abs-Nf2+/- ont significativement développé plus de MM que les souris abs-Nf2+/+. Les caractéristiques histologiques des MM murins sont analogues aux MM humains, avec des altérations génétiques similaires, en terme de fréquence et de mécanismes d’inactivation (mutations ponctuelles pour le gène TP53, délétions pour les gènes NF2 et P16/CDKN2A). Ce modèle murin a été ensuite utilisé pour évaluer la toxicité de FCR. Les souris ceram-Nf2+/- ont développé des MM similaires aux MM humains du point de vue histologique et moléculaire. Ainsi, le profil des altérations génétiques des MM murins ceram-Nf2+/- est semblable à celui des MM murins abs-Nf2+/- et abs-Nf2+/+, et humains. Les cellules mésotheliales des souris exposées aux FCR et à l’amiante semblent suivre les mêmes voies de transformation néoplasique. Une étude à la recherche d’altérations génétiques de ces 3 gènes et des gènes Ki-ras et EGFr fréquemment mutés dans le cancer broncho-pulmonaire (CBP) a été conduite à partir de cas de CBP sélectionnés (50 sujets exposés à l’amiante (E+) et 50 sujets non exposés (E-) appariés sur l’âge, le sexe, le type histologique et le tabagisme) provenant d’une série de cas opérés. A l’instar du MM, l’analyse du gène P16/CDKN2A suggère que le mécanisme d’inactivation pourrait être différent chez les sujets E+ (par délétion) par rapport aux sujets E- (par hyperméthylation du promoteur), indépendamment de l’âge et du tabagisme. Deux SNP (rs12947788 et rs12951053) du gène TP53 sont plus fréquemment retrouvés chez les sujets E+. En revanche, aucune différence significative n’est retrouvée pour les autres gènes entre ces 2 groupes. Ainsi, les mutations du gène NF2 dans le MM seraient plus liées à une spécificité cellulaire et à une fonction particulière de la protéine nf2 dans ces cellules / Résumé en anglais non communiqué

L’hypertension pulmonaire (PH) compliquant la bronchopneumopathie chronique obstructive (BPCO) est associée à une augmentation du risque de décès. Le remodelage vasculaire pulmonaire en est la principale cause ; ce remodelage est le résultat de la combinaison des effets de l'hypoxie alvéolaire, d’une inflammation et de la perte du lit vasculaire pulmonaire. Sur le plan anatomique, on observe un épaississement de l’intima dû à une prolifération des cellules musculaires lisses (CML). Ces anomalies sont sous la dépendance du transporteur de la sérotonine (5-HTT). La quantité d’ARN messager du 5- HTT des CML humaines en culture est significativement plus élevée chez les sujets homozygotes pour la forme longue du promoteur de 5-HTT (LL), par rapport aux sujets hétérozygotes (LS) ou homozygotes pour la forme courte (SS), notamment en condition hypoxique. La pression artérielle pulmonaire (PAP) est significativement plus élevée chez les patients homozygotes LL (moy. 34 ± (ET)13 mm Hg), par rapport aux autres patients (22 ± 4 mm Hg et 23 ± 5 mm Hg ; p<0,001). Nous avons également observé que l’interleukine 6 (IL- 6) sérique est corrélée à la PAP (r=0,39 ; p< 0,001). De plus, un polymorphisme fonctionnel du gène codant pour l’IL-6 G(–174)C est associé dans sa forme homozygote GG à une HP plus fréquente (Odds Ratio ajusté= 4.32; [Intervalle de confiance à 95%, 1.96-9.54]) et une PAP significativement plus élevée. En conclusion, la prolifération des CML artérielles pulmonaires dans la BPCO est dépendante du 5-HTT et de l’inflammation. Cette prolifération est en partie induite par l’hypoxie alvéolaire entraînant un remodelage des petites artères et artérioles pulmonaires / The lung high blood pressure complicating (PH) the obstructive chronic bronchopneumopathie ( BPCO) is associated with an increase of the risk of death(deaths). The lung vascular reshaping is the main cause; this reshaping is the result(profit) of the combination(overall) of the effects of the alveolar hypoxie, the inflammation and the loss of the lung vascular bed

La simplification des algorithmes diagnostiques a entrainé une augmentation de la suspicion d’une embolie pulmonaire (EP). Sa prévalence est passée de 50% à moins de 20%. L’évocation du diagnostic peut être gênée par la coexistence d’une Broncho Pneumopathie Chronique Obstructive (BPCO). La 1ère étape de prise en charge d’un patient suspect d’EP est l’évaluation de la probabilité clinique, par exemple par le score de Genève. Nous montrons qu’en revenant au résultat de ce score, le clinicien prédit le risque de décès et de ré-hospitalisation dans les 3 mois que le patient ait – ou n’ait pas- d’EP. Ces résultats devraient permettre d’aider à décider d’un traitement ambulatoire ou d’une hospitalisation. De plus, nous montrons que l’existence d’une BPCO est associée à une modification de la présentation clinique de la Maladie Veineuse Thrombo-Embolique (MVTE): alors que ratio dans la population sans BPCO est de 2 Thromboses Veineuses Profondes (TVP) pour une 1 EP, ce rapport s’inverse dans la population de patients souffrant de BPCO. Ce point est critique car nous montrons par ailleurs que les patients BPCO avec MVTE présentent une moins bonne évolution que les patients sans BPCO, avec une augmentation du nombre de décès et de complication hémorragique pendant les 3 mois de suivi. En se concentrant sur les patients avec BPCO, il apparait que ceux se présentant initialement avec une EP sont plus à risque de mourir et de saigner dans les 3 mois de suivi par rapport aux patients BPCO avec TVP. Il est donc indispensable de trouver un traitement protégeant efficacement les patients BPCO avec EP d’une récidive embolique, mais sans augmenter le risque hémorragique / The simplification of the management of patients with a suspicion of pulmonary embolism (PE) has led to an increase in PE suspicion, but also a decrease in PE prevalence from 50% to 20% of patients suspected of PE. The co-existence of Chronic Obstructive Pulmonary Disease (COPD) may mimic PE symptoms leading to a decrease of PE suspicion. The first step of the management of PE suspicion is the assessment of the clinical probability, for example with the Geneva Rule. We have shown that clinician may predict 3-month mortality and readmission rate if they return to the Geneva Rule results, even if PE has been confirmed or ruled out. It may help the clinician to propose an outpatient management or a hospitalization. Moreover, we have found that PE was the more frequent form of venous thromboembolism (VTE) presentation in COPD patients, although it is Deep Venous Thrombosis (DVT) in non-COPD patients. This point is crucial as COPD patients with VTE have a decreased survival with more frequent bleeding than non-COPD patients. When focusing on COPD patients, those presenting with PE were at higher risk of dying and bleeding than those presenting with DVT during the 3-month follow-up. A more efficient treatment but without an increase in the bleeding risk is needed

Due au champignon Aspergillus fumigatus, l’aspergillose pulmonaire invasive représente une grave menace pour les individus souffrant d’immunodépression sévère. En parallèle d’un diagnostic manquant de spécificité, les traitements actuels présentent une forte toxicité. Ces travaux se sont dans un premier temps intéressés au développement d’anticorps thérapeutiques dirigés contre les protéines pariétales Chitin ring formation du champignon. Le ciblage de ces protéines impliquées dans la croissance fongique a permis la mise en évidence d’effets modérés in vitro, et ont induit, in vivo, un recrutement significatif de cellules immunitaires impliquées dans la défense anti-aspergillaire. Dans un second temps, ces travaux se sont intéressés au ciblage du microenvironnement et de la réponse de l’hôte au cours de l’aspergillose, afin de mieux comprendre les processus physiopathologiques induits au cours de la maladie, et de permettre l’identification de nouveaux biomarqueurs et cibles thérapeutiques. L’utilisation de la spectrométrie de masse iTRAQ®, chez des rats et des manchots, a permis la mise en évidence de plusieurs voies de signalisation surreprésentées. Ces travaux se sont également intéressés à la caractérisation immunologique d’un modèle rat d’API. En plus de la mise en évidence des effets du champignon sur le recrutement de certaines populations de cellules immunitaires, l’utilisation de l’iTRAQ® a permis la mise en évidence de la surexpression de l’interleukine-33 et de son récepteur ST2 au cours de la maladie. Ces travaux ouvrent d’intéressantes perspectives dans la mise en place de nouveaux traitements contre l’API. / Caused by the fungus Aspergillus fumigatus, invasive pulmonary aspergillosis is a serious threat for individuals suffering from severe immunosuppression. In parallel of a diagnosis lacking specificity, current treatments present a high toxicity. This work first focused on the development of therapeutic antibodies directed against cell wall proteins Chitin ring formation of the fungus. Targeting of these proteins involved in fungal growth highlighted moderate effects in vitro, and induced, in vivo, a significant recruitment of immune cells involved in anti-aspergillary defense. In a second time, this work focused on targeting the microenvironment and the host response during aspergillosis, in order to better understand pathophysiological processes induced during the disease, and allow the identification of new biomarkers and therapeutic targets. Use of iTRAQ® mass spectrometry in rat and penguins allowed the identification of several overrepresented signaling pathways. This work also focused on the immune characterization of a rat model of IPA. In addition of highlighting the effects of the fungus in the recruitment of some immune cell populations, use of iTRAQ® exhibited an overexpression of interleukin-33 and its receptor ST2 during the disease. Overall, this work is bringing interesting insights in the establishment of new treatments against IPA.