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Le Virus Respiratoire Syncytial (VRS) est le principal agent responsable d’infections respiratoires sévères chez les nourrissons et les veaux. Le génome du VRS est constitué d’un ARN simple brin de polarité négative qui est répliqué et transcrit par le complexe ARN-polymérase viral (RdRp). Ce complexe est composé de la nucléoprotéine N, de la polymérase L, de la phosphoprotéine P et du facteur anti-terminateur de transcription M2-1. Le but de ce travail était de mieux caractériser la structure et le fonctionnement de deux protéines du complexe RdRp: P et M2-1.M2-1 est un tétramère constitué de 4 domaines : un « doigt de zinc », un domaine d’oligomérisation hélicoïdal, une région flexible, un domaine globulaire interagissant avec l'ARN et P, et une région C-terminale désordonnée. À partir de la structure cristalline de M2-1 pleine longueur, j'ai identifié des résidus critiques sur le doigt de zinc et la région flexible pour l'activité d'anti-terminaison de transcription de M2-1.Par la suite j'ai identifié une région de P critique pour l’interaction P - M2-1 et montre qu’elle est nécessaire au recrutement de M2-1 dans des corps d’inclusion cytoplasmiques. Je montre également que la déphosphorylation de M2-1, nécessaire à la transcription virale, est modulée par un complexe formé entre P et la phosphatase cellulaire PP1.Enfin, la cyclopamine, composé chimique naturel, inhibe la réplication du VRS. Je démontre qu'une seule mutation R151K sur M2-1 est suffisante pour conférer une résistance virale à la cyclopamine. Ces données ouvrent de nouvelles perspectives pour le développement de futures thérapies contre le VRS. / Respiratory syncytial virus (RSV) is the leading cause of lower respiratory tract illness in infants and calves. The RSV genome consists of a single strand, negative-sense RNA, which is replicated and transcribed by the viral RNA-dependent RNA polymerase complex (RdRp). This complex is composed of the nucleoprotein N, the large protein L, the phosphoprotein P and the transcription anti-terminator M2-1. The aim of this work was to better characterize the structure and function of P and M2-1.M2-1 is a tetramer with 4 domains: a zinc-finger, a helical oligomerization domain, a flexible region, a RNA and P binding core domain and a C-terminal disordered region. Based on the crystal structure of the full-length M2-1 protein, I identified residues in the zinc-finger and the flexible loop critical for M2-1 antitermination activity.Then I identified a region of P critical for P – M2-1 interaction and show that it is required for the recruitment of M2-1 to cytoplasmic inclusion bodies. I also show that M2-1 dephosphorylation, which is critical for viral transcription, is modulated by a complex formed by P and the cellular phosphatase protein-1 (PP1).Finally cyclopamine, a natural chemical compound, inhibits the RSV replication. I show that a single R151K mutation in M2-1 is sufficient to confer virus resistance to cyclopamine. These data open a new avenue for the development of future therapies against RSV infection.

Le virus du syndrome reproducteur et respiratoire porcin (VSRRP) est un pathogène de grande importance dans l'industrie porcine car il peut entraîner des pertes économiques. L'une des lignées cellulaires couramment utilisée pour la recherche et la production de vaccins est MARC-145 (cellules rénales de singe vert africain). Les interactions moléculaires entre les cellules hôtes et le virus sont essentielles pour comprendre le mécanisme par lequel le virus utilise la machinerie cellulaire pour se répliquer et infecter les cellules voisines. Notre objectif était d'analyser les changements protéomiques produits lors de l'infection par le VSRRP chez les cellules MARC-145, y compris la composition des virions et des exosomes produits par les cellules infectées. Les surnageants des cellules infectées et non infectées ont été purifiés pour obtenir les virions et exosomes des cellules hôtes. Par la suite, les protéines extraites ont été analysées par spectrométrie de masse à haute résolution quadripolaire-hybride-Orbitrap, et classées selon la fonction moléculaire et la localisation subcellulaire. Le besoin d'obtenir des données protéomiques fiables a conduit au prochain objectif : optimiser l'infection des cellules MARC-145 par le VSRRP. Pour évaluer l'efficacité de l'infection, nous avons synchronisé l'infection en utilisant un virus marqué avec une protéine fluorescente verte améliorée (eGFP) et en ajoutant des polycations à différentes concentrations pour stimuler la liaison des particules virales à la cellule. Pour vérifier le pourcentage de cellules infectées, nous avons utilisé la microscopie à fluorescence et la cytométrie en flux. Nos résultats suggèrent que les protéines cellulaires affectées au cours de l'infection par le VSRRP pourraient jouer un rôle important dans la réponse immunitaire de l'hôte et / ou le cycle de vie viral. L’efficacité de l'utilisation de polycations pour augmenter l'infection par le VSRRP a été démontrée. / Porcine reproductive and respiratory virus (PRRSV) is a pathogen of high importance in the porcine industry because it can lead to significant economic losses. One of the cell lines routinely used for research and vaccine production is MARC-145 (African green monkey kidney cells). Molecular interactions between the host cells and the virus are essential to understand how the virus uses the cell machinery to replicate and infect neighbouring cells. Our goal was to analyze the proteomic changes involved during the PRRSV infection in MARC-145 cells, including the composition of the infected cells' virions and exosomes. The infected and non-infected cells' supernatants were purified to obtain the host cells' virions and exosomes. Extracted proteins were further analyzed by High-Resolution-Quadrupole-Hybrid-Orbitrap mass spectrometry and classified according to molecular function and subcellular localization. The need for obtaining reliable proteomics data led to the next goal of optimizing the infection of MARC-145 cells with PRRSV. To assess the efficiency of the infection, we synchronized the infection, used a virus tagged with an enhanced green fluorescent protein (EGFP) and added polycations at different concentrations to stimulate the binding of the viral particles to the cell. To verify the percentage of infected cells, we used fluorescence microscopy and flow cytometry. Our findings suggest the cellular proteins affected during the PRRSV infection could play important roles in host immune response and/or the viral life cycle. The efficiency of the use of polycations was demonstrated to be effective in increasing PRRSV infection.

Objectif : La bronchopneumonie infectieuse (BPI) est une affection des voies respiratoires inférieures due à l’interaction entre des agents microbiens, des facteurs environnementaux et des facteurs propres à l’individu. Malgré des années de recherche, la BPI reste prévalente en élevage de génisses de remplacement et de veaux lourds engendrant des pertes économiques majeures et une forte consommation d’antibiotiques dans ces élevages. Le score clinique respiratoire diagnostique (SCRD), l’auscultation thoracique, l’échographie thoracique et la radiographie thoracique sont des tests couramment utilisés pour détecter la BPI. Cependant, leurs performances diagnostiques actuelles à savoir : leurs facultés à détecter les veaux malades (sensibilité; Se) et leurs facultés à détecter les veaux non malades (spécificité; Sp) sont sous-optimales pour détecter adéquatement les veaux de race laitière nécessitant d’être traités avec des antibiotiques et/ou des anti-inflammatoires. L’objectif général de cette thèse était donc d’améliorer les stratégies de détection du statut actif de la BPI, statut nécessitant un traitement (d’antibiotiques et/ou d’anti-inflammatoires), afin, d’une part, de mieux diagnostiquer les veaux malades, diminuer les impacts économiques de la maladie et améliorer le bien-être des veaux ; et d’autre part, favoriser l’emploi judicieux des antibiotiques en traitant uniquement les veaux qui en ont besoin. Pour répondre à cet objectif général, 3 sous-objectifs spécifiques ont été définis : (1) développer un SCRD, en identifiant et validant les signes cliniques avec une bonne répétabilité interopérateurs pour diagnostiquer le statut actif de la BPI à l’échelle individuelle et populationnelle; (2) Améliorer les stratégies diagnostiques des tests d’imagerie médicale en comparant l’échographie et la radiographie thoracique pour détecter les lésions pulmonaires et le statut actif de la BPI; (3) Améliorer l’échographie thoracique en standardisant la technique (ajout ou non du lobe crânial droit) et l’interprétation (seuil de profondeur) afin d’en optimiser ces performances pour détecter le statut actif de la BPI. Méthodes : (1) 800 veaux lourds de 80 lots ont été filmés à l’aide d’une caméra portative lors de leur évaluation clinique. Différentes séquences vidéo ont été aléatoirement sélectionnées et soumises à un panel d’évaluateur constitué de producteurs de veaux lourds, techniciens et médecins vétérinaires. La variabilité interopérateurs de chaque signe clinique a été évaluée. Les signes cliniques ayant la meilleure répétabilité ont été retenus pour le développement et la validation d’un SCRD en utilisant un modèle bayésien d’analyse de classe latente. Enfin, des stratégies diagnostiques des BPI au niveau populationnel ont été développées; (2) 50 veaux hospitalisés ont reçu une échographie et une radiographie thoracique. La tomodensitométrie thoracique (CT scan) a été utilisé comme gold standard pour vérifier les individus positifs à l’un des deux tests. Les performances des deux tests ont été comparées pour détecter d’abord les lésions pulmonaires en comparant avec les résultats du CT scan, puis le statut actif de la BPI défini par trois experts; (3) la Se et la Sp pour diagnostiquer le statut actif de BPI de différents sites d’échographie thoracique et différents seuils de profondeur de consolidation pulmonaire ont été évalués à l’aide de modèles utilisant une analyse bayésienne à classe latente dans une population de génisse de remplacement et une population de veaux lourds. Résultats : (1) La position des oreilles et la toux induite étaient les signes cliniques de BPI les plus répétables. Le SCRD développé et validé consiste à évaluer ces deux signes cliniques ainsi que la température rectale (anormale T≥ 39.5◦C) sur 10 veaux d’un lot, deux semaines après leur arrivée en parc d’engraissement. La présence de 3 veaux avec deux de ces prédicteurs implique que le lot a 94 % de chance d’avoir une prévalence du statut actif de BPI ≥ 0.10. Avec moins de 3 veaux, le lot à 95 % de chance de ne pas avoir une prévalence ≥ 0.10; (2) Pour détecter les lésions pulmonaires, les Se et Sp de l’échographie thoracique étaient de 0,81 (intervalle de crédit bayésien à 95 % (ICB95%): 0,65; 0,92) et 0,90 (ICB95 %: 0,81; 0,96), respectivement. Les Se et Sp de la radiographie thoracique étaient de 0,86 (ICB95%: 0,62; 0,99) et 0,89 (ICB95%: 0,67; 0,99), respectivement. Pour détecter le statut actif de la BPI, les Se et Sp de l’échographie thoracique étaient de 0,84 (intervalle de confiance à 95% (IC95%): 0,60; 0,97) et 0,74 (IC95 %: 0,57; 0,86), respectivement. La Se et Sp de la radiographie thoracique étaient de 0,89 (IC95%: 0,67; 0,99) et 0,58 (IC95%: 0,39; 0,75), respectivement. Aucune différence n’était présente entre les deux tests pour détecter les lésions pulmonaires ou le statut actif de BPI; (3) La détection échographique de lésions de consolidation pulmonaire des sites caudaux au cœur avec une profondeur ≥ 3 cm conclut à la présence du statut actif de BPI avec une Se de 0,89 (ICB95%: 0,55; 1,00) et une Sp de 0,95 (ICB95%: 0,92; 0,98). Conclusion : Dans cette thèse, nous avons amélioré les stratégies diagnostiques pour détecter les veaux à traiter de BPI. L’utilisation de ces résultats pour élaborer des algorithmes décisionnels devrait ultimement permettre de diminuer les pertes économiques et de raffiner l’utilisation d’antibiotiques. / Objectives: Infectious bronchopneumonia (BPI) is the infection of the lower respiratory tract implying an interaction between microbial agents, environment, and host. Despite decades of research, BPI remains omnipresent in dairy and veal calves, responsible for major economic losses and antimicrobial consumption. Clinical respiratory scoring system (CRSC), lung auscultation, thoracic ultrasonography, and thoracic radiography are the most popular tests used to detect BPI in calves. However, the sensitivity (Se) (i.e., faculty to detect sick calves) and the specificity (Sp) (i.e., faculty to detect healthy calves) are suboptimal to accurately detecting dairy and veal calves to treat. Our main objective was to improve the diagnostic strategies to detect active BPI (BPI status needed a treatment) in order to: firstly, better diagnose sick calves, reduce BPI economic losses and improve calves’ welfare; secondly, reduce antimicrobial consumption by treating only calves that need it. For this purpose, three sub-objectives have been defined: (1) develop and validate a CRSC including inter-operator reliable respiratory clinical signs to detect active BPI at calf-level and group level; (2) compare thoracic ultrasonography and thoracic radiography to detect lung lesions and active BPI; (3) standardize thoracic ultrasonography technique (sites to ultrasound) and interpretation (lung consolidation depth threshold) to promote thoracic ultrasonography Se and Sp to detect active BPI. Methods: (1) 800 veal calves from 80 batches were filmed with a portative camera during their clinical exam. Videos were randomly selected and assessed by producers, technicians, and veterinarians. The reliability of each respiratory clinical sign was assessed. The most reliable respiratory clinical signs were kept in order to develop and validate a CRSC using latent class Bayesian analysis. Batch-level diagnostic strategies were developed; (2) Fifty hospitalized calves underwent thoracic ultrasonography and thoracic radiography. Thoracic tomography (CT scan) was used as a gold standard to check positive calves on one of both tests. Se and Sp of both tests were compared to detect lung lesions and active BPI defined by three experts; (3) Se and Sp of different ultrasound sites and different lung consolidation depth thresholds were estimated to detect active BPI using latent class Bayesian analysis in both dairy calves and veal calves’ populations. Results: (1) Ear droop/head tilt and induced cough were the most reliable respiratory clinical signs. The CRSC developed and validated implies assessing those clinical signs with rectal temperature (abnormal T≥ 39.5◦C) in 10 calves from a batch at two weeks after arriving at the fattening unit. Having two abnormal characteristics of those predictors in three calves implies that a batch has 94% of having an active BPI prevalence ≥ 0.10. A batch with <3 positive calves on 10 has 95% of not having an active BPI prevalence ≥ 0.10; (2) For detecting lung lesions, the Se and Sp of thoracic ultrasonography were 0.81 (95% Bayesian credible interval (95%BCI): 0.65; 0.92) and 0.90 (95%BCI: 0.81; 0.96), respectively. The Se and Sp of thoracic radiography were 0.86 (95%BCI: 0.62; 0.99) and 0.89 (95%BCI: 0.67; 0.99), respectively. For detecting active BPI, the Se and Sp of thoracic ultrasonography were 0.84 (95% confidence interval (95%CI): 0.60; 0.97) and 0.74 (95%CI: 0.57; 0.86), respectively. The Se and Sp of thoracic radiography were 0.89 (95%CI: 0.67; 0.99) and 0.58 (95%CI: 0.39; 0.75), respectively. There was no difference between both tests to detect both lung lesions and active BPI; (3) Thoracic ultrasonography of the sites caudal of the heart with a depth lung consolidation ≥ 3 cm has a Se of 0.89 (95%BCI: 0.55; 1.00) and a Sp of 0.95 (95%BCI: 0.92; 0.98). Conclusion: We improved diagnostic strategies to detect active BPI in this thesis. Using our results to elaborate decisional algorithms would reduce economic losses and antimicrobial consumption of BPI in dairy and veal calves.

Titre de l'écran-titre (visionné le 13 décembre 2023) / Dans ce présent mémoire, nous entreprenons l'identification des facteurs qui exercent la plus grande influence dans la prise de décision concernant l'adhésion au programme de vaccination contre la COVID-19, particulièrement en ce qui concerne l'administration de doses multiples. Afin de scruter le processus décisionnel, nous utilisons les régressions linéaires avec régularisation afin de discriminer certaines variables. Nous optons ensuite pour une première approche qui fait appel à des modèles économétriques, incluant le modèle logit ordonné et le modèle Hurdle Poisson. Une deuxième approche repose sur l'apprentissage statistique, en exploitant un arbre de décision, l'algorithme de l'eXtreme Gradient Boosting, une forêt aléatoire, une analyse fondée sur les vecteurs de support, et enfin, un réseau de neurones. Les variables sont classifiées en cinq catégories majeures : les variables socioéconomiques, celles liées aux symptômes infectieux de la COVID-19, celles associées au risque perçu de contracter la COVID-19, les variables relatives à l'expérience personnelle des individus face à la COVID-19, ainsi que les facteurs liés aux interactions des individus avec ce virus. Les données proviennent de la firme de sondage Léger Marketing Opinion. Nos analyses révèlent que les variables socioéconomiques jouent un rôle central dans la décision d'adhérer au programme de vaccination et aux doses multiples. Notamment, les individus âgés de 50 ans et plus, détenant minimalement un diplôme de premier cycle universitaire, et disposant d'un revenu supérieur à 100 000 $, se montrent plus enclins à participer à l'effort de couverture vaccinale de masse en consentant à la réception de doses multiples. Les autorités publiques et sanitaires ne doivent toutefois pas omettre l'analyse de l'entourage des individus afin d'améliorer l'efficacité des politiques publiques. / In this master thesis, we endeavor to identify the factors that are most likely to exert an influence on decision-making regarding adherence to the COVID-19 vaccination program and the acceptance of multiple-dose vaccine injections. To analyze the decision-making process, We use regularized linear regressions to build a parsimonious model. We then use two primary approaches. Firstly, we employ econometric models, specifically the ordered logit model and the Hurdle Poisson. Secondly, we use statistical learning, encompassing a decision tree, the eXtreme Gradient Boosting algorithm, a random forest, support vector analysis, and a neural network. The variables under investigation fall within five broad categories : socio-economic factors related to infectious symptoms of COVID-19, perceived risk of developing COVID-19, individual experience of COVID-19, and individual relationships with COVID-19. The data utilized for analysis were obtained from Léger Marketing Opinion. Our findings divulge that socio-economic variables play a pivotal role in the decision-making process to endorse the vaccination program. Individuals aged 50 and above, possessing at least an undergraduate degree, and earning an income exceeding $100,000, demonstrate a greater likelihood of participating in mass vaccination coverage and consenting to multiple doses of vaccine injections. Nonethless, we emphasize that public and health authorities must not disregard the importance of scrutinizing the attitudes of those around them, in order to improve the elaboration of public policies.

Les interactions entre le circovirus porcin de génotype 2b (PCV2b), le virus du syndrome reproducteur et respiratoire porcin (VSRRP) et le virus de l’influenza porcine (VIP) dans le complexe respiratoire porcin (CRP) sont souvent associées à une augmentation des signes cliniques respiratoires chez les animaux. L’objectif général de cette étude était de caractériser les effets et les mécanismes moléculaires impliqués dans la pathogenèse de la co-infection de PCV2b avec le VSRRP ou le VIP dans des modèles cellulaires des voies respiratoires du porc. La réplication virale, la viabilité cellulaire, l’expression de l’ARNm des cytokines et la modulation de l’expression des gènes cellulaires induite par l’infection virale ont été évalués dans les cellules co-infectées versus les cellules infectées par un seul virus. Les résultats obtenus ont permis de confirmer que la réplication du PCV2b augmente en présence du VSRRP dans les cellules épithéliales des voies respiratoires porcines (NPTr) génétiquement modifiées pour exprimer le récepteur CD163 (NPTr-CD163), tandis que celle du VSRRP est diminuée. Il a été mis en évidence que le PCV2b provoque une diminution ou une augmentation de la réplication du VIP dans les cellules NPTr et les macrophages alvéolaires porcins (iPAM 3D4/21), respectivement. Cependant, la réplication du PCV2b n’est pas affectée en présence du VIP. L’expression des ARNm des cytokines varie différemment selon le modèle de co-infection analysé et le type cellulaire infecté. L’expression des interférons de type I (α/β) a été significativement réduite dans les cellules NPTr-CD163, co- infectées par le PCV2b et le VSRRP (PCV2b/VSRRP) par rapport aux mêmes cellules infectées uniquement par le PCV2b. Cependant, la co-infection du PCV2b et du VIP (PCV2b/VIP) a causé une augmentation synergique de l’expression des IFNs de type I et de type II dans les cellules NPTr, tandis que dans les cellules iPAM 3D4/21, le PCV2b a affecté la réponse des IFNs induite par le VIP. À la suite des analyses transcriptomiques, plusieurs gènes différentiellement exprimés ont été identifiés dans les cellules co-infectées ou infectées par un seul virus. Dans les cellules co-infectées PCV2b/VSRRP, le niveau d’expression de l’ARNm et de la protéine du gène cellulaire codant pour la phosphatase 1 à double spécificité (DUSP1) ont été significativement augmentés. La réduction de l’expression de DUSP1, à l’aide des petits ARN interférents (ou siRNA pour small interfering RNA) dans les cellules co-infectées a significativement réduit la réplication du PCV2b, suggérant un rôle de DUSP1 dans la pathogenèse de la co-infection PCV2b/VSRRP. / Interactions of porcine circovirus genotype 2b (PCV2b), porcine reproductive and respiratory syndrome virus (PRRSV) and swine influenza virus (SwIV) in the porcine respiratory complex (PRC) are often associated with increased respiratory clinical signs in animals. The general objective of this study was to characterize the effects and molecular mechanisms involved in the pathogenesis of PCV2b co-infection with PRRSV or SwIV using cellular models of the porcine respiratory tract. Viral replication, cell viability, cytokine mRNA expression and modulation of cell gene expression induced by viral infection were evaluated in co-infected cells versus single infected cells. The results obtained confirmed that PCV2b replication increases in the presence of PRRSV in porcine respiratory epithelial cells (NPTr) genetically modified to express the CD163 receptor (NPTr-CD163), whereas PRRSV is decreased. It was demonstrated that PCV2b causes a decrease or an increase in SwIV replication in NPTr cells and porcine alveolar macrophages (iPAM 3D4/21), respectively. However, PCV2b replication was not affected in the presence of SwIV. The impact of co-infections on cytokine mRNA expression varied according to the co- infection model and the type of infected cell. Type I IFNs (α/β) expression was significantly reduced in PCV2b/PRRSV co-infected NPTr-CD163 cells compared to PCV2b single-infected cells. However, PCV2b/SwIV co- infection caused a synergistic increase in type I IFNs expression in NPT cells, while in iPAM 3D4/21 cells, PCV2b affected SwIV-induced IFN response. As result of transcriptomic analyses, differentially expressed genes were identified in co-infected and single infected cells. It was observed that in PCV2b/PRRSV co- infected cells, the mRNA and protein expression levels of the cellular gene coding for the dual specificity protein phosphatase 1 (DUSP1) were significantly increased. Knockdown of DUSP1 expression in co- infected cells, using specific siRNA, significantly reduced PCV2b replication, suggesting a role for DUSP1 in the pathogenesis of PCV2b/PRRSV co-infection.

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.

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

Introduction: La ventilation non invasive (VNI) est un outil utilisé en soins intensifs pédiatriques (SIP) pour soutenir la détresse respiratoire aigüe. Un échec survient dans près de 25% des cas et une mauvaise synchronisation patient-ventilateur est un des facteurs impliqués. Le mode de ventilation NAVA (neurally adjusted ventilatory assist) est asservi à la demande ventilatoire du patient. L’objectif de cette étude est d’évaluer la faisabilité et la tolérance des enfants à la VNI NAVA et l’impact de son usage sur la synchronie et la demande respiratoire. Méthode: Étude prospective, physiologique, croisée incluant 13 patients nécessitant une VNI dans les SIP de l’hôpital Ste-Justine entre octobre 2011 et mai 2013. Les patients ont été ventilés successivement en VNI conventionnelle (30 minutes), en VNI NAVA (60 minutes) et en VNI conventionnelle (30 minutes). L’activité électrique du diaphragme (AEdi) et la pression des voies aériennes supérieures ont été enregistrées pour évaluer la synchronie. Résultats: La VNI NAVA est faisable et bien tolérée chez tous les enfants. Un adolescent a demandé l’arrêt précoce de l’étude en raison d’anxiété reliée au masque sans fuite. Les délais inspiratoires et expiratoires étaient significativement plus courts en VNI NAVA comparativement aux périodes de VNI conventionnelle (p< 0.05). Les efforts inefficaces étaient moindres en VNI NAVA (résultats présentés en médiane et interquartiles) : 0% (0 - 0) en VNI NAVA vs 12% (4 - 20) en VNI conventionnelle initiale et 6% (2 - 22) en VNI conventionnelle finale (p< 0.01). Globalement, le temps passé en asynchronie a été réduit à 8% (6 - 10) en VNI NAVA, versus 27% (19 - 56) et 32% (21 - 38) en périodes de VNI conventionnelle initiale et finale, respectivement (p= 0.05). Aucune différence en termes de demande respiratoire n’a été observée. Conclusion: La VNI NAVA est faisable et bien tolérée chez les enfants avec détresse respiratoire aigüe et permet une meilleure synchronisation patient-ventilateur. De plus larges études sont nécessaires pour évaluer l’impact clinique de ces résultats. / Introduction: The need for intubation after noninvasive ventilation (NIV) failure is frequent in the pediatric intensive care unit (PICU). One reason is patient-ventilator asynchrony during NIV. Neurally adjusted ventilatory assist (NAVA) is a mode of ventilation controlled by the patient’s neural respiratory drive. The aim of this study was to assess the feasibility and tolerance of NIV-NAVA in children and to evaluate its impact on synchrony and respiratory effort. Methods: This prospective, physiologic, crossover study included 13 patients requiring NIV in the PICU of Sainte-Justine’s Hospital from October 2011 to May 2013. Patients were successively ventilated in conventional NIV as prescribed by the physician in charge (30 minutes), in NIV-NAVA (60 minutes), and again in conventional NIV (30 minutes). Electrical activity of the diaphragm (EAdi) and airway pressure were simultaneously recorded to assess patient-ventilator synchrony. Results: NIV-NAVA was feasible and well tolerated in all patients. One patient asked to stop the study early because of anxiety related to the leak-free facial mask. Inspiratory trigger dys-synchrony and cycling-off dys-synchrony were significantly shorter in NIV-NAVA versus initial and final conventional NIV periods (both p< 0.05). Wasted efforts were also decreased in NIV-NAVA (all values expressed as median and interquartile values): 0 (0 - 0) in NIV-NAVA versus 12% (4 - 20) and 6% (2 - 22) in initial and final conventional NIV, respectively (p< 0.01). As a whole, total time spent in asynchrony was reduced to 8% (6 - 10) in NIV-NAVA, versus 27% (19 - 56) and 32% (21 - 38) in initial and final conventional NIV, respectively (p= 0.05). No difference in term of respiratory effort was noted. Conclusion: NIV-NAVA is feasible and well tolerated in PICU patients and allows improved patient-ventilator synchronization. Larger controlled studies are warranted to evaluate the clinical impact of these findings.

Cette thèse est consacrée à la modélisation de la ventilation mécanique chez l'humain et à l'analyse numérique des systèmes en découlant. Des simulations directes d'écoulement d'air dans l'ensemble des voies aériennes étant impossibles (maillages indisponibles et géométrie trop complexe), il est nécessaire de considérer un domaine d'intérêt réduit, qui implique de travailler dans une géométrie tronquée, comportant des frontières artificielles ou encore de considérer des modèles réduits simples mais représentatifs. Si on cherche à effectuer des simulations numériques 3D où l'écoulement du fluide est décrit par les équations de Navier-Stokes, différentes problématiques sont soulevées :- Si on considère que la ventilation est la conséquence de différences de pression, les conditions aux limites associées sont des conditions de type Neumann. Cela aboutit à des questions théoriques en terme d'existence et d'unicité de solution et à des questions numériques en terme de choix de schémas et de méthodes adaptées.- Lorsque l'on travaille dans un domaine tronqué, il peut être nécessaire de prendre en compte les phénomènes non décrits grâce à des modèles réduits appropriés. Ici nous considérons des modèles 0D. Ces couplages 3D/0D sont à l'origine d'instabilités numériques qu'on étudie mathématiquement et numériquement dans ce manuscrit. Par ailleurs, lorsqu'on s'intéresse à des régimes de respiration forcée, les modèles usuels linéaires sont invalidés par les expériences. Afin d'observer les différences entre les résultats expérimentaux et numériques, il est nécessaire de prendre en compte plusieurs types de non linéarités, comme la déformation du domaine ou les phénomènes de type Bernoulli. Une approche par modèles réduits est adoptée dans ce travail.Pour finir, on a cherché à valider les modèles obtenus en comparant des résultats numériques et des résultats expérimentaux dans le cadre d'un travail interdisciplinaire.Parvenir à modéliser et simuler ces écoulements permet de mieux comprendre les phénomènes et paramètres qui entrent en jeu lors de pathologies (asthme, emphysème...). Un des objectifs à moyen terme est d'étudier l'influence du mélange hélium-oxygène sur le dépôt d'aérosol, toujours dans le cadre du travail interdisciplinaire. A plus long terme, l'application de ces modèles à des situations pathologiques pourrait permettre de construire des outils d'aide à la décision dans le domaine médical (compréhension de la pathologie, optimisation de thérapie...). / In this thesis, we study the modelling of the human mecanical ventilation and the numerical analysis of linked systems. Direct simulations of air flow in the whole airways are impossible (complex geometry, unavailable meshes). Then a reduced area of interest can be considered, working with reduced geometries and artificial boundaries. One can also use reduced models, simple but realistic. If one try to make 3D numerical simulations where the fluid flow is described by the Navier-Stokes equations, various issues are raised:- If we consider that ventilation is the result of pressure drops, the associated boundary conditions are Neumann conditions. It leads to theoretical questions in terms of existence and uniqueness of solution and numerical issues in terms of scheme choice and appropriate numerical methods.- When working in a truncated domain, it may be necessary to take into account non-described phenomena with appropriate models. Here we consider 0D models. These 3D/0D couplings imply numerical instabilities that we mathematically and numerically study in this thesis.Furthermore, when we focus on forced breathing, linear usual models are invalidated by experiments. In order to observe the differences between the experimental and numerical results, it is necessary to take into account several types of non-linearities, such as deformation of the domain or the Bernoulli phenomenon. A reduced model approach is adopted in this work. Finally, we sought to validate the obtained models by comparing numerical and experimental results in the context of interdisciplinary work.Achieving model and simulate these flows allow to better understand phenomena and parameters that come into play in diseases (asthma, emphysema ...). A medium-term objective is to study the influence of helium-oxygen mixture in the aerosol deposition. In the longer term, the application of these models to pathological situations could afford to build decision support tools in the medical field (understanding of pathology, therapy optimization ...).