Chaque année, environ 1 à 1,25 million d’individus subiront une chirurgie cardiaque. [1] Environ 36 000 chirurgies cardiaques sont effectuées au Canada et 8000 procédures au Québec (http://www.ccs.ca). Le vieillissement de la population aura pour conséquence que la chirurgie cardiaque sera offerte à des patients de plus en plus à risque de complications, principalement en raison d’une co-morbidité plus importante, d’un risque de maladie coronarienne plus élevée, [2] d’une réserve physiologique réduite et par conséquent un risque plus élevé de mortalité à la suite d’une chirurgie cardiaque. L’une des complications significatives à la suite d’une chirurgie cardiaque est le sevrage difficile de la circulation extracorporelle. Ce dernier inclut la période au début du sevrage de la circulation extracorporelle et s’étend jusqu’au départ du patient de la salle d’opération. Lorsque le sevrage de la circulation extracorporelle est associé à une défaillance ventriculaire droite, la mortalité sera de 44 % à 86 %. [3-7] Par conséquent le diagnostic, l’identification des facteurs de risque, la compréhension du mécanisme, la prévention et le traitement du sevrage difficile de la circulation extracorporelle seront d’une importance majeure dans la sélection et la prise en charge des patients devant subir une chirurgie cardiaque. Les hypothèses de cette thèse sont les suivantes : 1) le sevrage difficile de la circulation extracorporelle est un facteur indépendant de mortalité et de morbidité, 2) le mécanisme du sevrage difficile de la circulation extracorporelle peut être approché d’une façon systématique, 3) la milrinone administrée par inhalation représente une alternative préventive et thérapeutique chez le patient à risque d’un sevrage difficile de la circulation extracorporelle après la chirurgie cardiaque. / Every year, 1 million to 1.25 million patients worldwide undergo cardiac surgery. [1] Up to 36,000 cardiac surgeries are performed each year in Canada and close to 8000 in Quebec (http://www.ccs.ca). Because of the aging of the population, cardiac surgery will increasingly be offered to patients at a higher risk of complications. Indeed, elderly patients have increased co-morbidities, and aging is also a significant risk factor in the prevalence of coronary artery disease. [2] The consequence is a reduced physiologic reserve, hence an increased risk of mortality. These issues will have a significant impact on future healthcare costs, because our population undergoing cardiac surgery will be older and more likely to develop postoperative complications. One of the most dreaded complications in cardiac surgery is difficult separation from cardiopulmonary bypass (CPB). The definition of difficult separation from CPB includes the time period from when CPB is initiated and until the patient leaves the operating room. When separation from CPB is associated with right ventricular failure, the mortality rate will range from 44% to 86%. [3-7] Therefore the diagnosis, the preoperative prediction, the mechanism, prevention and treatment of difficult separation from CPB will be crucial in order to improve the selection and care of patients and to prevent complications for this high-risk patient population. The hypotheses of this thesis are the following: 1) difficult separation from CPB is an independent factor of morbidity and mortality, 2) the mechanism of difficult separation from CPB can be understood through a systematic approach, 3) inhaled milrinone is a preventive and therapeutic approach in the patient at risk for difficult weaning from CPB after cardiac surgery.

L’avènement des inhibiteurs du point de contrôle immunitaire (ICIs) ciblant l’axe PD-1/PD-L1 a révolutionné le traitement des patients avec un carcinome pulmonaire non à petites cellules (CPNPC). Ce mémoire consolide les conclusions de trois études distinctes visant à analyser et à améliorer l'efficacité des ICIs en monothérapie chez le CPNPC. La première section explore les bénéfices associés au durvalumab suivant une chimioradiothérapie chez les patients présentant un CPNPC localement avancé, confirmant le bénéfice de survie associé aux ICI et élargissant les perspectives émises depuis l'étude PACIFIC, y compris au niveau de la valeur prédictive du PD-L1. Dans l’optique de caractériser de nouveaux biomarqueurs d’efficacité, la deuxième section souligne le rôle crucial du microbiome intestinal dans la modulation de la réponse aux ICIs, spécifiquement au niveau de la dysbiose intestinale liée aux antibiotiques. La méta-analyse proposée confirme l’impact délétère des antibiotiques sur la survie des patients traités avec un ICI, tout particulièrement lorsque l’antibiothérapie précède l’inhibition du PD-1/PD-L1. Dans le domaine des stratégies immunomodulatrices émergentes, la troisième section explore l’impact de la cryoablation chez les patients présentant un CPNPC avec PD-L1≥50% et traités avec le pembrolizumab. Sans relever un signal d’efficacité supérieure, cette étude de phase I/II confirme la faisabilité et l’innocuité de la cryoablation, une technique permettant la libération d’antigènes tumoraux en circulation sans dénaturation thermique. Ultimement, ce mémoire propose un survol des bénéfices de survie, biomarqueurs prédictifs et stratégies immunomodulatrices liés à l’utilisation des ICIs chez les patients avec un CPNPC avec l’espoir d’optimiser les paradigmes thérapeutiques existants. / The advent of immune checkpoint inhibitors (ICIs) targeting the PD-1/PD-L1 axis has revolutionized the therapeutic landscape for patients diagnosed with non-small cell lung cancer (NSCLC). This thesis consolidates the findings of three distinct studies aiming to analyze and enhance the efficacy of ICI monotherapy in NSCLC. The first section delves into the real-world use of durvalumab following chemoradiotherapy in stage III NSCLC, confirming the survival benefit associated with ICI administration in this context and broadening the insights derived from the PACIFIC study, particularly regarding the predictive value of PD-L1. With the aim of characterizing new biomarkers of efficacy, the second section sheds light on the crucial role of the gut microbiome in modulating responses to ICIs, particularly intestinal dysbiosis related to antibiotics. The meta-analysis confirms the detrimental impact of antibiotics on the overall survival of patients with advanced cancer treated with ICI monotherapy, especially when antibiotic therapy precedes PD-1/PD-L1 inhibition. In the realm of emerging immunomodulatory strategies, the third section explores the impact of cryoablation in patients with NSCLC and PD-L1≥50% treated with pembrolizumab. Although the procedure did not translate into a signal of superior efficacy, the proposed phase I/II study confirms the feasibility and safety of cryoablation, a technique allowing the release of circulating tumor antigens without heat-related denaturation. Ultimately, this thesis presents a contemporary overview of survival benefits, predictive biomarkers, and immunomodulatory strategies associated with the use of ICIs in monotherapy in patients with NSCLC, with the hope of optimizing existing therapeutic paradigms.

Les chevaux atteints d’asthme sévère sont fortement sensibles à la présence de particules respirables dans leur environnement qui peuvent induire une exacerbation clinique. La gestion et la diminution de cette pression antigénique de leur milieu représentent des éléments importants pour améliorer leur santé et confort. Le foin étant l’une des plus grandes sources de particules respirables, plusieurs procédés ont été développés afin de réduire la libération de ces particules par le fourrage. Notre étude s’intéresse à la technique de l’étuvage, un procédé fréquemment utilisé par les propriétaires, mais peu étudié in vivo, et durant lequel le foin est chauffé pendant 60 minutes avec de la vapeur d’eau. L’objectif est de déterminer ses effets sur les paramètres cliniques et le comportement alimentaire des chevaux asthmatiques. Lors d’une étude croisée prospective, neuf chevaux en exacerbation ont reçu des granulés de luzerne et du foin étuvé pendant quatre semaines. Des tests de fonctions pulmonaires et des scores cliniques ont été réalisés, de même que des scores de mucus trachéaux et des lavages broncho-alvéolaires. Des vidéos couvrant différentes périodes de 24h ont également été enregistrées afin d’analyser le comportement des chevaux. Les fonctions pulmonaires et les scores cliniques se sont améliorés de façon continue pour les chevaux recevant des granulés de luzerne, et seulement de façon transitoire pendant les deux premières semaines pour ceux nourris au foin étuvé. D’un point de vue comportemental, le foin étuvé est associé à un pourcentage de temps d’alimentation quotidien plus important. D’après cette étude, le foin étuvé seul présente une efficacité mitigée quant à l’amélioration des paramètres cliniques et de la fonction pulmonaire chez des chevaux asthmatiques sévères placés dans des conditions défavorables. Toutefois, il pourrait présenter des avantages comportementaux, mais aussi être associé à d’autres traitements et régimes (alimentaire ou médicamenteux) pour pallier ses inconvénients. / Horses with severe asthma are highly sensitive to the presence of respirable particles in their environment that can induce clinical exacerbations. Managing and reducing this antigenic pressure within their environment is an important factor to improve their health and comfort. Hay being one of the biggest sources of respirable particles, several processes have been developed to reduce the release of these particles from forage. Our study focuses on the steaming technique, a process frequently used by owners, but with few in vivo studies, during which hay is steamed for 60 minutes. The aim is to determine its effects on the clinical parameters and feeding behavior of asthmatic horses. In a prospective crossover study, nine horses in clinical exacerbation were fed alfalfa pellets and steamed hay for four weeks. Lung function tests and clinical scores were performed, as well as tracheal mucus scores and bronchoalveolar lavage. Videos covering different 24-hour periods were also recorded to analyze the horses' behavior. Lung function and clinical scores improved continuously for horses with pellets, and only transiently during the first two weeks with steamed hay. From a behavioral point of view, steamed hay is associated with a higher percentage of daily feeding time. According to this study, the efficacy of steamed hay alone in improving clinical parameters and lung function in severe asthmatic horses placed in unfavorable conditions was mixed. However, it could offer behavioral advantages, and could also be combined with other treatments and diets (feed or medication) to offset its disadvantages.

Obturation par système de ligature thermo-fusion de l'artère pulmonaire dans les lobectomies par vidéothoracoscopie. Objectifs : La résection pulmonaire anatomique est la stratégie de traitement principale pour les cancers du poumon non à petites cellules (CPNPC) de stade I et II. L’approche minimalement invasive est recommandée par rapport à l’approche ouverte par thoracotomie. La division de l'artère pulmonaire est généralement effectuée à l'aide d'agrafes mécaniques. Cependant, leur taille, leur rigidité et leur forme peuvent les rendre difficiles à utiliser sur les petites branches de l’artère pulmonaire, ce qui peut augmenter le risque d'hémorragie. Les appareils de ligature thermo-fusion peuvent constituer une alternative pour sceller les branches de l’artère pulmonaire avec l'avantage d'être plus petits et plus fins. Cette thèse vise à évaluer l'efficacité et la sécurité d'un appareil à énergie ultrasonique pour sceller les branches de l’artère pulmonaire de 7 mm ou moins durant les résections pulmonaires anatomiques minimalement invasives. Méthodes : Une approche par étape a été adoptée. Initialement, une étude de survie animale a été menée. L’appareil à énergie ultrasonique a été utilisé pour diviser toutes les branches de l’artère pulmonaire lors de lobectomies par thoracoscopie. Deux essais cliniques de phase 1 ont été menés ; le premier lors de lobectomies ouvertes et le second lors de lobectomies par thoracoscopie. Dans les deux essais, l’appareil à énergie ultrasonique a été utilisé pour sceller les branches de l’artère pulmonaire de 7 mm ou moins. Un essai clinique multicentrique de phase 2 a enrôlé des patients devant recevoir une lobectomie par thoracoscopie. De manière similaire aux essais de phase 1, l’appareil à énergie ultrasonique a été utilisé pour sceller les branches de l’artère pulmonaire de 7 mm ou moins. Enfin, une étude animale évaluant la production de chaleur lors du scellement de l’artère pulmonaire avec des dispositifs à énergie a été réalisée. Résultats : Dans l'étude de survie animale, 21 branches de l’artère pulmonaire ont été scellées avec l’appareil à énergie ultrasonique. Une branche de 10 mm n’était pas complètement scellée immédiatement après l’application de l’appareil à énergie ultrasonique et a correctement été scellée en réappliquant l’appareil. Il n'y a eu aucune autre complication. Dans les essais cliniques de phase 1 et 2, un total de 180 patients ont été recrutés et 239 branches de l’artère pulmonaire ont été scellées avec l’appareil à énergie ultrasonique. Trois artères n’étaient pas complètement scellées en intraopératoire et un patient a nécessité une conversion en thoracotomie. Il n'y a eu aucune mortalité postopératoire. L'étude animale évaluant la production de chaleur émise par les appareils de ligature thermo-fusion a établi que l’appareil devrait avoir une marge de sécurité de 3 mm par rapport aux structures vitales. Conclusion : Dans cette approche par étapes, l’appareil à énergie ultrasonique était sécuritaire et efficace pour sceller les branches de l'artère pulmonaire de 7 mm ou moins. L’appareil est une alternative appropriée aux agrafes mécaniques pour sceller les petites branches de l'artère pulmonaire lors de résections pulmonaires anatomiques minimalement invasives. Cela pourrait rendre les résections pulmonaires minimalement invasives plus faciles et plus sécuritaires. / Ultrasonic Energy for Pulmonary Artery Branch Ligation During VATS Lobectomy Objectives : Anatomic lung resection is the primary treatment strategy for stage I and II non-small cell lung cancer (NSCLC). A minimally invasive approach is recommended over open thoracotomy. Pulmonary artery (PA) division is usually achieved with endostaplers. However, their large size, rigidity and shape can make them difficult to apply on small PA branches and may increase the risk of PA injury and hemorrhage. Ultrasonic energy devices may represent a suitable alternative for PA sealing with the advantage of being smaller and finer. This thesis aims at evaluating the safety and efficacy of an ultrasonic energy device to seal PA branches of 7 mm or less during minimally invasive anatomical lung resections. Methods : A stepwise approach was adopted. Initially, an animal survival study was conducted. The ultrasonic energy device was used to divide all the PA branches during video-assisted thoracoscopic surgery (VATS) lobectomy in the animals. Two phase 1 trials were conducted; the first was in open lobectomy and the second in VATS lobectomy. In both trials, the ultrasonic energy device was used to seal PA branches of 7 mm or less. A multicenter phase 2 clinical trial enrolled patients undergoing VATS lobectomy. Similarly to the phase 1 trials, the ultrasonic energy device was used to seal PA branches of 7 mm or less. Finally, an animal study evaluating heat production during PA sealing with energy devices was completed. Results : In the animal survival study, a total of 21 PA branches were sealed with the ultrasonic energy device. One 10 mm PA branch had a partial seal failure immediately at the time of sealing and was successfully sealed by reapplying the device. There were no other complications. In the phase 1 and 2 trials, a total of 180 patients were recruited and 239 PA branches were sealed with the ultrasonic energy device. Three intraoperative seal failures occurred, and one patient required conversion to thoracotomy. There was no postoperative mortality. The animal study evaluating heat production established that the device tip should have a safety margin of 3 mm from vital structures. Conclusions : In this bench-to-bedside approach, the ultrasonic energy device for sealing PA branches of 7 mm or less was safe and efficient. The device is a suitable alternative to endostaplers for sealing small PA branches during minimally invasive anatomical lung resections. This has the potential to make minimally invasive lung resections easier and safer.

L’asthme et la maladie pulmonaire obstructive chronique (MPOC) se classent au premier rang parmi les maladies respiratoires les plus fréquentes au Québec. Une mauvaise maîtrise de l’asthme et de la MPOC entraîne d’importantes répercussions sur la santé et la qualité de vie des patients et sur les coûts associés au système de santé canadien, dues à de fréquentes consultations médicales, des visites à l’urgence, des hospitalisations et des décès précoces. Il est donc très important d’évaluer l’usage optimal des médicaments dans le traitement de ces maladies afin de réduire la morbidité et la mortalité Cette thèse vise à comparer dans un premier temps l’efficacité des médicaments en situation réelle dans le traitement de la MPOC sur le taux d’exacerbations et la mortalité puisque les études observationnelles publiées à ce sujet comportaient des biais majeurs dus à une mauvaise mesure de l’exposition au traitement. Ainsi, dans le cadre de cette thèse, deux banques de données administratives québécoises ont été appariées pour créer une cohorte de 36 492 patients âgés de 50 ans ou plus atteints de MPOC (1995-1999) Dans cette cohorte, la théophylline diminuait davantage les exacerbations que les β2-agonistes à longue durée d’action (BALA, RR = 0,89; IC 95 % : 0,84-0,95), mais elle était moins efficace en situation réelle que les corticostéroïdes inhalés (CSI, RR = 1,07; IC 95 % : 1,04-1,10). Un devis cas-témoins niché dans cette cohorte a permis de vérifier que les CSI seuls ou combinés avec un BALA étaient plus efficients pour réduire la mortalité comparativement aux BALA seuls (RR = 0,69; IC 95 % : 0,53-0,88 et RR = 0,73; IC 95 % : 0,56-0,96, respectivement). L’efficacité des CSI dans le traitement de l’asthme pour réduire les exacerbations et la mortalité n’est plus à prouver, cependant la non-adhésion et la non-persistance aux CSI sont grandement problématiques. À notre connaissance, aucune étude n’a évalué l’impact du type d’assurance médicaments sur l'adhésion et la persistance des Québécois aux CSI en raison de l’absence des personnes qui ont une assurance médicaments privée dans la banque de données des services pharmaceutiques de la Régie de l’assurance maladie du Québec. Afin de combler ce manque, une des parties intégrantes de cette thèse a été de développer le registre reMed. Par la suite, une cohorte d’utilisateurs de CSI âgés de 20 à 64 ans a été sélectionnée à partir de reMed (2008-2010) et ces sujets ont été appariés à des utilisateurs de CSI sélectionnés à partir de la banque de données des services pharmaceutiques de la Régie de l’assurance maladie du Québec (RAMQ). Les résultats de cette dernière étude indiquent que même si l’adhésion était faible dans les deux cohortes, les patients ayant une assurance médicaments privée étaient moins adhérant que les patients couverts par l’assurance médicaments publique de la RAMQ (différence moyenne d’adhésion de -9,7 %; IC 95 % : -13,2 % à -6,5 %). De plus, ces patients couverts par une assurance médicaments privée étaient aussi 52 % plus susceptibles d'arrêter leur traitement de CSI au cours d’une année (HR = 1,52; IC 95 % : 1,16-2,00). En conclusion, selon les travaux de cette thèse, la théophylline peut être considérée comme une thérapie efficace en situation réelle pour prévenir les exacerbations aiguës de la MPOC d’autant plus qu’elle est moins dispendieuse que les traitements en inhalations et que sa formulation orale procurerait, selon la littérature, une meilleure adhésion que les médicaments en inhalation. Quant aux CSI, ils ont un rôle important dans le traitement de l’asthme, mais aussi dans le traitement de la MPOC, puisque selon les résultats de cette thèse, ils procureraient une plus grande diminution du risque d’exacerbations aiguës de la MPOC et de la mortalité par rapport aux autres traitements. Par contre, il a aussi été démontré que l'adhésion et la persistance aux CSI étaient très faibles, particulièrement dans le traitement de l’asthme. Le type d’assurance médicaments serait un facteur déterminant de l’adhésion et de la persistance aux CSI. D’autres études seront nécessaires pour évaluer si les différences d’adhésion et de persistance observées dans cette étude se traduisent par des différences sur l’utilisation et les coûts des soins de santé. De plus, il sera nécessaire d’étudier si les différences observées se limitent aux CSI ou si le type d’assurance médicaments a impact sur la prise d’autres médicaments indiqués dans le traitement des maladies chroniques. / Asthma and chronic obstructive pulmonary disease (COPD) are the most prevalent respiratory diseases in Quebec. Poor control of asthma and COPD has a significant economic impact on the health care system, but also on patient’s quality of life, due to frequent medical visits, emergency department visits, hospitalizations and early death. Therefore, it is very important to assess the optimal usage of medications in the treatment of these diseases in order to reduce morbidity and mortality. The first aim of the present thesis was to compare the effectiveness of medications in the treatment of COPD on the rate of exacerbations and mortality because observational studies published on this subject included major bias due to inaccuracy in the treatment exposure measurement. Thus, in the context of this thesis, two Québec administrative databases were matched to select a cohort of 36 492 COPD patients aged 50 years or older (1995-1999). In this cohort, the rate of exacerbations was lower among theophylline users than long-acting β2-agonists (LABA) users (RR = 0.89, 95% CI: 0.84 -0.95), but theophylline was less effective than inhaled corticosteroids (ICS, RR=1.07, 95% CI: 1.04 -1.10). From this cohort, a nested case-control found that ICS alone or in combination with LABA were more effective in reducing mortality compared with LABA alone (RR = 0.69, 95% CI: 0.53-0.88 and RR = 0.73, 95% CI: 0.56 to 0.96, respectively). The efficacy of ICS in the treatment of asthma to reduce exacerbations and mortality is well proven, however, non-adherence and non-persistence with ICS are highly problematic. To our knowledge, no study has evaluated the impact of the type of drug plan insurance on the adherence and persistence with ICS among Quebecers due to the lack of information on prescribed medications for people with private drug insurance in the Régie de l' assurance maladie du Québec (RAMQ) pharmaceutical database. In order to circumvent the lack, the reMed registry was developed as part of this thesis. Thereafter, a cohort users of ICS aged between 20-64 years was selected from reMed (2008-2010) and then matched to users of ICS selected from the RAMQ pharmaceutical database. The results of this study suggest that although adherence was low in both cohorts, patients privately insured were less adherent than patients publicly with the RAMQ (mean difference of adherence -9.7%; 95% CI: -13% to -6.5%). Moreover, patients privately insured were also found to be 52% more likely to stop their ICS during the first year (HR = 1.52; 95% CI: 1.16 to 2.00). In conclusion, based on the work of this thesis, theophylline may be considered as an effective therapy to prevent acute COPD exacerbations. Furthermore, theophyllines are less expensive than inhaled medications and its oral formulation would provide, according to the literature, better adhesion than inhaled medications. ICS are important in the treatment of asthma, but also in the treatment of COPD, since according to the results of this thesis, they would provide a greater reduction on the rate of acute COPD exacerbations and mortality compared to other treatments. However, it was also demonstrated that adherence and persistence with ICS were very low in the treatment of asthma particularly. The type of drug insurance plan is a determinant of adherence and persistence with ICS. Further studies are needed to assess whether differences in adherence and persistence observed in this study result in differences in the use of health services and health care costs. In addition, it will be necessary to investigate whether the observed differences are limited to ICS or if the type of drug insurance has an impact on medications for other chronic diseases.

La sclérose systémique (ScS) est une maladie auto-immune dont l’un des principaux auto-anticorps, dirigé contre la protéine centromérique B (CENP-B), est fortement associé à l’hypertension artérielle pulmonaire, l’une des causes majeures de décès dû à la ScS. L’hypertension résulte de l’occlusion progressive des vaisseaux suite à une hyperactivation des cellules musculaires lisses (CML) de la paroi vasculaire. Cependant, les facteurs responsables de ce remodelage vasculaire restent inconnus. Plusieurs études récentes ont démontré que certains auto-antigènes possèdent des fonctions biologiques additionnelles lorsqu'ils se retrouvent dans le milieu extracellulaire. En effet, une fois libérés par nécrose ou apoptose, ces auto-antigènes adoptent une activité biologique qui s'apparente à celles des cytokines et peuvent ainsi participer aux processus normaux de réparation de blessure et/ou acquérir une activité pathogène qui contribue au développement de certaines maladies auto-immunes. Nos résultats suggèrent que la CENP-B peut être ajoutée à cette liste de molécules bifonctionnelles. À l'aide des techniques d'immunofluorescence, d'ELISA cellulaire et de cytométrie en flux, nous avons démontré que la CENP-B se liait spécifiquement à la surface des CML vasculaire de l’artère pulmonaire avec une plus grande affinité pour le phénotype contractile que synthétique. Cette liaison provoquait la migration des cellules ainsi que la sécrétion de cytokines pro-inflammatoires telles que l’interleukine 6 et 8. Les mécanismes par lesquels la protéine exerçait ces effets impliquaient la phosphorylation de FAK et Src ainsi que la voie des MAP kinases, avec ERK1/2 et p38. Des études de signalisation intracellulaire effectuées à l’aide de plusieurs inhibiteurs spécifiques ainsi que des études de désensibilisation nous ont permis d’identifier le récepteur de la CENP-B en plus d’identifier les mécanismes complets de sa signalisation membranaire. Nous avons démontré que la CENP-B se liait de manière spécifique aux CML vasculaire via le récepteur de chémokine 3 (CCR3) pour ensuite transactiver le récepteur EGF, selon un mécanisme métalloprotéase-dépendant qui implique le relargage du HB-EGF. Cette transactivation est un processus important dans l’activation de la voie des MAP kinases ainsi que dans la sécrétion d’IL-8 induite par la CENP-B. Finalement, nous avons démontré que les auto-anticorps anti-CENP-B pouvaient abolir cette cascade de signalisation, empêchant ainsi la CENP-B d’exercer son rôle de cytokine. L’identification de la CENP-B comme ligand du CCR3 ouvre donc plusieurs perspectives quant à l’étude du rôle pathogène des auto-anticorps anti-CENP-B dans la ScS. / CENP-B is a highly conserved, centromere associated protein and is a major autoantigen in systemic sclerosis (SSc). Anti-CENP-B autoantibodies are associated with prominent vascular manifestations such as pulmonary arterial hypertension (PAH) in the limited cutaneous subset of SSc. PAH occurs as a consequence of progressive obliteration of small arteries due to vascular smooth muscle cell dysfunction, migration and proliferation. However, the factors driving this obliteration are unknown. Earlier in vitro studies have demonstrated that some autoantigens have an additional role when they are released in the extracellular environment during the course of injurious insults resulting in cell death. Indeed, it was previously suggested that extracellular autoantigens participate in normal wound repair processes by acting like cytokines and/or chemokines and subsequently displaying pathogenic activities that contribute to the development of autoimmune diseases. Our present findings suggest that the nuclear autoantigen CENP-B can be added to this set of bifunctional molecules. The present study clearly indicates that exogenous CENP-B bound specifically to the surface of human pulmonary artery SMCs. Binding of CENP-B to SMC stimulated their migration during in vitro wound healing assays, as well as their secretion of interleukins 6 and 8. The mechanism by which CENP-B mediated these effects involved the focal adhesion kinase, Src, ERK1/2, and p38 MAPK pathways. Moreover, CENP-B released from apoptotic endothelial cells was found to bind to SMC, thus indicating a plausible in vivo source of extracellular CENP-B. Here, we also report several lines of evidence indicating that CENP-B, which has no obvious primary or secondary structural homology to chemokines, induced SMC activation by interacting with CCR3. Moreover, the present study clearly demonstrates the involvement of EGFR in CENP-B signaling leading to IL-8 secretion. Finally, anti-CENP-B autoantibodies were found to abolish this signaling pathway, thus preventing CENP-B from transactivating EGFR and exerting its cytokine-like activities toward vascular SMCs. The present study sheds new light on the possible role of extracellular CENP-B and its potent biological effects on human pulmonary artery SMCs. The identification of CENP-B as a CCR3 ligand opens up new perspectives for the study of the pathogenic role of anti-CENP-B autoantibodies.

Cette étude vise à évaluer l’impact de l’état nutritionnel et de son évolution durant l’attente d’une transplantation pulmonaire sur la mortalité et la morbidité postopératoire. Nous avons examiné les 209 dossiers de patients greffés pulmonaires au Programme de Transplantation Pulmonaire du CHUM entre 2000 et 2007 et regardé la mortalité et les complications post-transplantation en fonction de l’IMC, des apports protéino-énergétiques, de certains paramètres biochimiques et selon l’évolution pondérale durant la période d’attente. Les résultats montrent que la mortalité augmente en fonction de l’augmentation des strates d’IMC avec un risque relatif de décès au cours du séjour hospitalier de 3,31 (IC95% 1,19-9,26) pour un IMC 25-29,9 et de 8,83 (IC95% 2,98-26,18) pour un IMC ≥ 30 avec une issue postopératoire plus sombre en terme de complications chirurgicales (p=0,003), de durée de séjour aux soins intensifs (p=0,031) et de durée de séjour à l’hôpital (p<0,001) chez les patients avec IMC ≥ 30 comparativement aux patients de poids normal. Les patients ayant présenté une évolution inadéquate de l’IMC durant la période d’attente ont connu une durée de séjour hospitalier prolongée (p=0,015). Ceux dont les apports nutritionnels étaient sous-optimaux en pré-greffe ont aussi connu une durée de séjour hospitalier prolongée (p=0,002) et davantage de complications infectieuses (p=0,038), digestives (p=0,003) et chirurgicales (p=0,029) mais sans impact détectable sur la mortalité. Nos résultats suggèrent que l’obésité et l’embonpoint ainsi qu’une évolution inadéquate de l’IMC durant la période d’attente de même que des apports protéino-énergétiques sous-optimaux affectent négativement l’issue d’une transplantation pulmonaire. / This study aims to assess the impact of nutritional status and its evolution while awaiting a lung transplant on the post-operative mortality and morbidity. We reviewed 209 consecutive cases of lung transplantation at the Centre Hospitalier de l’Universite de Montreal between 2000 and 2007 and looked at the mortality and rate of complications post-operatively according to BMI, intake of protein and energy, biochemical parameters and weight changes during the waiting period. The risk of death increased with increasing BMI strata with a relative risk of death during the hospital stay of 3,31 (IC95% 1,19-9,26) for BMI 25-29.9 and 8,83 (IC95% 2,98-26,18) for BMI ≥ 30 with a worse postoperative outcome in terms of surgical complications (p=0,003), length of stay in intensive care unit (p=0,031) and length of hospital stay (p<0,001) for patients with BMI ≥ 30 compared with patients of normal weight. Patients in whom the BMI evolved inadequately during the waiting period experienced a prolonged hospital stay (p=0,015). Patients whose intake was suboptimal in the pre-transplant period have also a prolonged hospital stay (p=0,002) and more infectious (p=0,038), digestives (p=0,003) and surgicals (p=0,029) complications but no detectable impact on the mortality. Our results suggest that obesity and overweight as well as inadequate changes of BMI during the waiting period and suboptimal protein-energy intakes negatively affect the outcome of lung transplantation.

La prévalence du Staphylococcus aureus résistant à la méthicilline (SARM) a augmenté de façon dramatique dans les dernières années chez les patients atteints de fibrose kystique. Quoique le rôle du SARM dans la pathogénèse de l’atteinte respiratoire de la fibrose kystique ne soit pas clairement déterminé, certaines études récentes ont suggéré une association entre la persistance du SARM et le déclin accéléré de la fonction respiratoire. Cependant, l’importance clinique des diverses souches qui colonisent les patients atteints de fibrose kystique n’a pas encore été élucidée. Les objectifs de ce mémoire étaient de déterminer les effets d’une colonisation persistante par un SARM sur le statut clinique et respiratoire des enfants atteints de fibrose kystique. Également, nous tenions à étudier les caractéristiques des différentes souches de SARM dans cette population. Nous avons réalisé une étude rétrospective en analysant les données cliniques ainsi que les mesures de la fonction respiratoire chez les enfants atteints de fibrose kystique suivis à la Clinique de fibrose kystique du CHU Sainte-Justine entre 1996 et 2008 et ayant une colonisation persistante par un SARM. Afin de déterminer les souches qui colonisent cette population, nous avons effectué une caractérisation moléculaire des isolats du SARM. Nous avons identifié 22 patients avec une colonisation persistante par un SARM. Les résultats n’ont démontré aucun changement significatif en ce qui concernait le taux de déclin de la fonction respiratoire avant ou après l’acquisition du SARM. Cependant, la colonisation persistante par un SARM était associée à une augmentation du nombre d’hospitalisations pour une exacerbation pulmonaire. La plupart de nos patients étaient colonisés par le CMRSA-2, une souche épidémique au Canada. La présente étude suggère que la souche épidémique CMRSA-2 pouvait affecter l’évolution clinique des enfants atteints de fibrose kystique. / Over the last several years, the prevalence of methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) has increased dramatically among cystic fibrosis (CF) patients. Although the exact role of MRSA in the pathogenesis of lung disease has not been clearly established, some studies suggest an association between persistent infection with MRSA and a more rapid rate of decline in lung function. It is uncertain whether all MRSA strains that infect CF patients are clinically important. The objectives of this thesis is to determine the effects of persistent MRSA on the clinical status and the lung function in children followed at the CF clinic at CHU Sainte-Justine and to characterize the MRSA strains in this population. We reviewed lung function measurements from subjects with persistent MRSA followed at our clinic between years 1996 and 2008. The first isolate from each patient was further characterized by molecular analysis. The results of the present study showed no significant difference for the rate of decline in lung function prior to and after MRSA colonization. However MRSA colonization was associated with an increased number of severe respiratory exacerbations requiring hospitalization. CMRSA-2, an epidemic clone in Canada, was found in the majority of our patients. This study suggests that persistent colonization with CMRSA-2 may affect the clinical outcome of children with cystic fibrosis.

Il est reconnu que la protéine filamenteuse intermédiaire Nestine est exprimée lors du processus de cicatrisation et du remodelage fibrotique. De plus, nous avons identifié l’expression de la Nestine au sein de deux populations distinctes qui sont directement impliquées dans les réponses de fibroses réparative et réactive. Ainsi, une population de cellules souches neurales progénitrices résidentes du coeur de rat adulte exprime la Nestine et a été identifiée à titre de substrat de l’angiogenèse et de la neurogenèse cardiaque. Également, la Nestine est exprimée par les myofibroblastes cicatriciels cardiaques et il a été établi que la protéine filamenteuse intermédiaire joue un rôle dans la prolifération de ces cellules. Ainsi, l’objectif général de cette thèse était de mieux comprendre les évènements cellulaires impliqués dans la réponse neurogénique des cellules souches neurales progénitrices résidentes cardiaques Nestine(+) (CSNPRCN(+)) lors de la fibrose réparative cardiaque et d’explorer si l’apparition de fibroblastes Nestine(+) est associée avec la réponse de fibrose réactive secondaire du remodelage pulmonaire. Une première publication nous a permis d’établir qu’il existe une régulation à la hausse de l’expression de la GAP43 (growth associated protein 43) et que cet événement transitoire précède l’acquisition d’un phénotype neuronal par les CSNPRCN(+) lors du processus de cicatrisation cardiaque chez le rat ayant subi un infarctus du myocarde. De plus, la surimposition de la condition diabétique de type 1, via l’injection unique de Streptozotocine chez le rat, abolit la réponse neurogénique des CSNPRCN(+), qui est normalement induite à la suite de l’ischémie cardiaque ou de l’administration de 6-hydroxydopamine. Le second article a démontré que le développement aigu de la fibrose pulmonaire secondaire de l’infarctus du myocarde chez le rat est associé avec une augmentation de l’expression protéique de la Nestine et de l’apparition de myofibroblastes pulmonaires Nestine(+). Également, le traitement de fibroblastes pulmonaires avec des facteurs de croissances peptidiques pro-fibrotiques a augmenté l’expression de la Nestine par ces cellules. Enfin, le développement initial de la condition diabétique de type 1 chez le rat est associé avec une absence de fibrose réactive pulmonaire et à une réduction significative des niveaux protéiques et d’ARN messager de la Nestine pulmonaire. Finalement, la troisième étude représentait quant à elle un prolongement de la deuxième étude et a alors examiné le remodelage pulmonaire chronique chez un modèle établi d’hypertension pulmonaire. Ainsi, les poumons de rats adultes mâles soumis à l’hypoxie hypobarique durant 3 semaines présentent un remodelage vasculaire, une fibrose réactive et une augmentation des niveaux d’ARN messager et de la protéine Nestine. De plus, nos résultats ont démontré que la Nestine, plutôt que l’alpha-actine du muscle lisse, est un marqueur plus approprié des diverses populations de fibroblastes pulmonaires activés. Également, nos données suggèrent que les fibroblastes pulmonaires activés proviendraient en partie de fibroblastes résidents, ainsi que des processus de transition épithélio-mésenchymateuse et de transition endothélio-mésenchymateuse. Collectivement, ces études ont démontré que des populations distinctes de cellules Nestine(+) jouent un rôle majeur dans la fibrose réparative cardiaque et la fibrose réactive pulmonaire. / It is well established that the intermediate filamentous protein Nestin is expressed during wound healing and fibrotic remodeling. Furthermore, we have identified Nestin expression in two distinct populations directly implicated in reparative and reactive fibrosis. The adult rodent heart contains a resident population of neural progenitor/stem cells that express Nestin and identified as a cellular substrate of cardiac angiogenesis and neurogenesis. Moreover, Nestin is also expressed in cardiac scar myofibroblasts and the intermediate filament protein plays a direct role in proliferation. Thus, the general aim of the present thesis was to better understand the cellular events implicated in the neurogenic response of neural progenitor/stem cells during cardiac reparative fibrosis and to explore whether the appearance of Nestin(+)-fibroblasts was associated with reactive fibrotic response secondary to pulmonary remodeling. The first study revealed that the transient upregulation of growth associated protein 43 (GAP43) represents a transition event during the acquisition of a neuronal-like phenotype by cardiac resident neural progenitor/stem cells in the scar of the infarcted rat heart. Furthermore, the superimposition of a type 1 diabetic environment, via the single injection of streptozotocin in rats, abrogated the neurogenic response of cardiac resident neural progenitor/stem cells to ischemia and 6-hydroxydopamine, respectively. The second study has demonstrated that the development of acute pulmonary fibrosis secondary to myocardial infarction of the adult rat heart was associated with the increased expression of Nestin protein levels and appearance of Nestin(+)-myofibroblasts. Furthermore, the treatment of pulmonary fibroblasts with putative pro-fibrotic peptide growth factors increased Nestin protein levels. Lastly, in the lungs of type 1 diabetic rats, the absence of a reactive fibrotic response was associated with a significant downregulation of Nestin protein/mRNA levels. Finally, the third study represented an extension of the second study and examined chronic lung remodeling in an established model of pulmonary hypertension. The lungs of adult male rats subjected to 3 weeks of hypobaric hypoxia were associated with vascular remodeling, reactive fibrosis and increased Nestin protein and mRNA levels. Moreover, Nestin, rather than smooth muscle α-actin expression was identified as a more relevant marker of activated pulmonary fibroblasts. Furthermore, the appearance of activated pulmonary fibroblasts may be derived in part from resident fibroblasts and secondary to endothelial-mesenchymal transition and epithelial-mesenchymal transition. Collectively, these studies have demonstrated that distinct populations of Nestin-expressing cells play a seminal role in cardiac reparative fibrosis and pulmonary reactive fibrosis.

Maladies fréquentes, l’asthme touche 8,4% de la population canadienne âgée de 12 ans et plus et la maladie pulmonaire obstructive chronique (MPOC) touche de 5 à 15% de la population âgée entre 35 et 79 ans. L’asthme et la MPOC peuvent coexister chez un patient. Ce phénomène appelé syndrome de chevauchement de l’asthme et de la MPOC (ACOS) toucherait environ 10% à 55% des patients MPOC. Afin de mieux caractériser l’ACOS et les effets indésirables des médicaments utilisés pour traiter la MPOC, deux études ont été mises en place. Une première étude réalisée auprès de pneumologues a permis de décrire les méthodes de diagnostic, de traitement et d’évaluation de la maitrise de l’ACOS dans la pratique clinique. Les pneumologues rapportent que le diagnostic devrait être basé sur les caractéristiques cliniques, les tests de fonction pulmonaire et l'intuition clinique du médecin. De plus, un corticostéroïde inhalé en combinaison et un bronchodilatateur inhalé à longue durée d’action devraient être introduits rapidement dans le plan de traitement. La deuxième étude a permis d’évaluer la fréquence des effets indésirables chez les patients MPOC/ACOS traités avec un bronchodilatateur inhalé à longue durée d’action. Cette étude démontre que les effets indésirables sont fréquents chez les patients MPOC/ACOS et que la sécheresse buccale et la gorge sèche sont les plus rapportés. Ces résultats démontrent que la mise en place de lignes directrices pour l’ACOS ainsi qu’une meilleure connaissance du profil de tolérance des bronchodilatateurs inhalés à longue durée d’action seraient bénéfiques pour les patients / Asthma and chronic obstructive pulmonary disease (COPD) are frequent in Canada with a prevalence of 8.4% among Canadians aged 12 and over for asthma and a prevalence of 5 to 15% among Canadians aged 35 to 79 years. Asthma and COPD can coexist in a patient and this Asthma-COPD overlap syndrome (ACOS) affects about 10% to 55% of COPD patients. To better understand this syndrome, two studies were designed and conducted. First, focus groups evaluated how pulmonologists diagnose and treat ACOS, and how they assess its control in routine clinical practice. The pulmonologists reported that the diagnosis must be based on clinical characteristics, pulmonary function tests, and clinical intuition. They also agreed that the treatment should target the features of both asthma and COPD. The second study assessed the prevalence of adverse events in COPD/ACOS patients on long-acting inhaled anticholinergics (LAAC) and β2-agonists (LABA) in a real-world setting. This study demonstrates that side effects are common among COPD/ACOS patients. Dry mouth and dry throat were the most reported side effects. These results demonstrate that more explicit guidelines for ACOS and a better understanding of the safety profile of long-acting bronchodilators would be beneficial for patients.