La pathologie athéromateuse avec ses complications cardio-vasculaires reste aujourd’hui une des principales causes de mortalité dans les pays développés. Dans ce contexte, l’élaboration de nouveaux bio-marqueurs de la maladie athéromateuse occupe une place importante. Les objectifs de ces bio-marqueurs sont : de définir les populations les plus à risque de développer une complication cardio-vasculaire, de stratifier les groupes de patients de manière à optimiser leur prise en charge clinique et thérapeutique , de dévoiler de nouvelles cibles thérapeutiques dans le traitement de la pathologie. Dans ce contexte, nous avons ciblé trois bio-marqueurs d’intérêt à savoir la longueur des télomères leucocytaires (LTL) et le niveau d’expression leucocytaire des gènes c-Fos (impliqué dans les processus inflammatoires et oxydatifs) et OGG1 (nécessaire à la réparation des lésions oxydatives de l’ADN). Nous avons donc dans une première partie de ce travail voulu vérifier l’hypothèse selon laquelle la LTL pouvait être préservée par la prise régulière de statine, une thérapeutique ayant déjà démontré ses bienfaits en terme de prévention primaire et secondaire des maladies cardio-vasculaires. De plus, nous nous sommes intéressés aux possibles relations entre les niveaux d’expression des gènes c-Fos et OGG1 et la LTL. Nous nous sommes placés dans un contexte de patients à haut risque cardiovasculaire que représentent les patients en phase aigue de l’infarctus du myocarde (IDM). Ce travail a permis de montrer que la prise régulière de statine pouvait préserver la longueur des télomères leucocytaires et ce particulièrement chez les sujets les plus jeunes (moins de 64 ans), suggérant un nouvel effet « pléïotrope » des statines. Ce travail a également permis d’identifier les gènes c-Fos et OGG1 comme étant des acteurs potentiels du maintien de l’intégrité des télomères. La seconde partie de notre travail a porté sur une étude plus approfondie du niveau de transcription du gène c-Fos en relation avec l’un des principaux facteurs de risque de la maladie athéromateuse que représente le statut tabagique chez des patients présentant une maladie coronaire. Ce travail a permis de mettre en évidence pour la première fois une relation entre le niveau d’expression de c-Fos et le statut tabagique des sujets, suggérant que l’une des voies possibles de toxicité du tabac pourrait faire intervenir les voies de signalisations impliquant c-Fos. Ainsi, ce travail de thèse a permis de mettre en évidence trois bio-marqueurs intéressants dans le domaine de la pathologie athéromateuse : 1- La longueur des télomères leucocytaires qui peut être une des voies d’action bénéfique des statines en prévention précoce des maladies cardio-vasculaires, 2- Le niveau d’expression du gène OGG1 comme étant un des acteurs potentiels du maintien de l’intégrité des télomères, 3- Le niveau d’expression du gène c-Fos comme marqueur cumulatif d’exposition tabagique et potentiel acteur des effets délétères du tabac. Restent à préciser les mécanismes cellulaires et moléculaires mis en jeu et ainsi développer des stratégies thérapeutiques adéquates afin d’optimiser la prise en charge des patients souffrant de pathologies athéromateuses. / Atherosclerosis with cardiovascular complications remains today one of the leading causes of death in developed countries. In this context, development of new biomarkers of atherosclerosis has an important place. Objectives of these biomarkers are: • to identify populations most at risk of developing cardiovascular complications, • to stratify patient groups to optimize their clinical management and therapeutic, • to reveal new therapeutic targets in the treatment of the disease. In this context, we identified three biomarkers of interest, leukocyte telomere length (LTL) and level of expression of leukocyte genes c-Fos (involved in inflammatory processes and oxidative) and OGG1 (necessary repair of oxidative DNA damage). We therefore first part of this study wanted to test the hypothesis that LTL may be maintained by regular use of statin therapy which has already demonstrated its benefits in terms of primary and secondary prevention of cardiovascular disease. In addition, we examined the possible relationship between gene expression levels of c-Fos and OGG1 and LTL. We placed in the context of patients at high cardiovascular risk posed by patients in acute phase of myocardial infarction (MI). This work has shown that regular use of statins could preserve leukocyte telomere length and particularly among the younger subjects (under 64), suggesting a new effect "pleiotropic" statin. This work has also identified the genes c-Fos and OGG1 as potential actors for the maintenance of telomere integrity. The second part of our work focused on further study of the level of transcription of c-Fos in connection with one of the main risk factors for atherosclerosis posed by smoking status in patients with coronary artery disease. This work has to show for the first time a relationship between the expression level of c-Fos and smoking status of subjects, suggesting that one possible way of tobacco toxicity may involve the signaling pathways involving c-Fos. Thus, this thesis has highlighted three biomarkers of interest in the area of atherosclerotic disease: 1. Leukocyte telomere length may be one way of beneficial action of statins in early prevention of cardiovascular disease, 2. The level of OGG1 gene expression as a potential actor for maintained the integrity of telomeres, 3. The level of expression of the gene c-Fos as a marker of cumulative smoking exposure and potential actor of deleterious effects of tobacco. Remains to clarify the cellular and molecular mechanisms brought into play and thus develop appropriate therapeutic strategies to optimize the management of patients with atherosclerotic disease.

La Radiothérapie occupe la deuxième place dans la liste de traitement du cancer le plus important après chirurgie. Le progrès technique récent, comme la radiothérapie avec modulation d'intensité (IMRT) ou la radiothérapie guidée par l'image (IGRT), en combinaison avec de nouveaux médicaments à action spécifique tels que les anticorps monoclonaux, sont une garantie d'augmentation de l'index thérapeutique. Cependant, la radiothérapie peut provoquer un’ altération du processus normal de réparation et d'induire le développement d'un cadre de fibrose dans un sous-ensemble de patients sensibles et dans les survivants à long terme au cancer. La principale caractéristique de la fibrose radio-induit est l'accumulation excessive et anormale de collagène composé principalement des éléments fibrillaire et immatures de la matrice extracellulaire (ECM).Les organes qui peuvent être touchés par ce phénomène sont le foie, la peau, les intestins, les reins et les poumons. D'un point de vue clinique, la fibrose peut être considérée comme une condition irréversible, sans solution. Nous et d'autres ont récemment montré que, outre l'activation de la TGF-β/Smad canonique, d'autres voies sont activées dans les tissus fibreux tels que la cascade de signalisation intracellulaire Rho/ROCK. Fait intéressant, la façon dont Rho/ROCK semble spécifiquement activé dans la fibrose intestinale radio-induite, fournis une justification pour un stratégie anti-fibrotique ciblé. L’ inhibition pharmacologique de Rho avec les statines, en fait, est en mesure de prévenir et même inverser les phénomènes de fibrose post-actinique intestinale.Avec ces prémisses, dans nos études, nous avons montré le rôle des statines (Simvastatine et Pravastatine) et d'un inhibiteur spécifique de ROCK (Y-27632) dans un modèle murin de fibrose pulmonaire obtenue avec une approche pharmacologique (Bléomycine - BLM) . Par la suite, nous avons développé un modèle de fibrose pulmonaire induite par l'irradiation complet du thorax et évalué la réponse à l'administration de la Pravastatine. La confirmation de la participation de la voie Rho/ROCK/CTGF dans la fibrose pulmonaire a été montré par immunohistochimie: le traitement à la Pravastatine normalise l'expression de trois marqueurs: RhoB, TGFβ-RII et CTGF.Après, dans deux modèles de fibrose radio-induite (intestinal et pulmonaire), nous avons analysé, grâce à l’immunohistochimie, les mécanismes sous-jacents l'action antifibrotique de la Pravastatine via l’axe MMP2-TIMP2. Très intéressant, quand la pravastatine a été administré à titre préventif ou curatif, nous avons trouvé un impact différent sur la fibrolyse.Enfin, in vitro, nous avons étudié par zymographie l'expression des gélatinases (MMP2 et MMP9) dans des cultures primaires des fibroblastes pulmonaire murins exposées à différentes doses de rayonnement et de Pravastatine. Le métalloprotéases semble être à son tour impliquée dans les mécanismes pro-fibrolytiques induits par les statines.Dans notre modèle animal de fibrose pulmonaire, la Pravastatine est capable d'inverser le processus fibrotique et les métalloprotéases semblent être impliqués à leur tour, in vivo et in vitro, dans les mécanismes pro-fibrolyse induits par le médicament.La multiplicité des acteurs impliqués dans la physiopathologie de lésions fibrotiques explique pourquoi la mise en place d'une stratégie thérapeutique efficace est si complexe. La recherche dans les processus mécaniques de dommages aux tissus normaux ont ouvert la voie à de nouvelles approches thérapeutiques. Ces nouvelles cibles comprennent la réduction de l’inflammation, de l'activation vasculaire et de la thrombose, ainsi que la découverte de nouvelles cibles moléculaires. Il existe une variété de modèles précliniques et des stratégies efficaces, mais de nombreux efforts doivent être déployés pour atteindre l'objectif difficile de protéger les tissus normaux des effets secondaires de la radiothérapie. / Radiotherapy is the second most important treatment modality after surgery in the treatment of cancer. Recent technical advancements, such as intensity-modulated radiation therapy (IMRT) or image-guided radiation therapy (IGRT), combined with new targeted drugs have significant promise for therapeutic outcome. However radiation treatment could result in disabling normal tissue injury and in the development of progressive fibrosis in a subset of sensitive patients and in long-term cancer survivors. The main feature of tissue fibrosis is excessive accumulation of abnormal and cross-linked collagen mainly composed of fibrillar and immature extracellular matrix (ECM) components.The organs that can be affected by this phenomenon are liver, skin, intestine, kidneys and lungs. From a clinical point of view, fibrosis can be seen as an irreversible condition, without solution. We and others recently showed that beside the activation of the canonical TGF-β/Smad pathway, other intracellular signaling cascades including the Rho/ROCK pathway are switched on in fibrotic tissues. Interestingly, the Rho/ROCK pathway seems differentially activated in radiation-induced intestinal fibrosis, thereby providing a rationale for a specific, targeted anti-fibrotic strategy. Pharmacological inhibition of Rho using statins indeed prevent and even reverse intestinal radiation fibrosis.In our studies, we showed the role of Statin (Pravastatin e Simvastatin) and a specific inhibitor ROCK inhibitors (Y-27632) in a mice model of pulmonary induced-fibrosis obtained by a pharmacological approach (Bleomycin – BLM). Indeed, we developed a model of lung fibrosis by complete irradiation of chest and tested Pravastatin action. Confirmation of the involvement of Rho/ROCK/CTGF pathway in lung fibrosis are shown by immunohistochemistry: Pravastatin-treament normalized the expression of three markers: RhoB, TGF-RII and CTGF.Then, in models of radiation induced gut and lung fibrosis, we analysed, from a immunohistological point of view, the underlying mechanisms of the antifibrotic action of Pravastatin via MMP2-TIMP2 axis. Interestingly we found a different impact on fibrolysis when Pravastatin was administered preventively or curatively.Finally, in vitro, we investigate by zymography the expression of Gelatinases (MMP2 and MMP9) in primary lung fibroblasts cultures exposure at the different radiation and Pravastatin doses. Metalloproteases would appear to be in turn involved in pro-fibrolytic mechanisms induced by statin.The multiplicity of actors involved in the pathogenesis of fibrotic lesions explains why the definition of an effective therapeutic strategy is so complex.Researches in mechanistic processes of normal tissue damage paved the way for new therapeutic approaches. These new targets include reduction of vascular activation, inflammation and thrombosis and new molecular targets definition. Effective strategies are multiple on preclinical models, but numerous efforts have to be made to achieve the complicated goal of protection of normal tissues from the side effects of radiation therapy. / La radioterapia è la seconda modalità di trattamento più importante dopo chirurgia neltrattamento delle neoplasie. I recenti progressi tecnici, come la terapia ad intensità modulata(IMRT) o l’image-guided radioterapia (IGRT), in combinazione con nuovi farmaci ad azionemirata come gli anticorpi monoclonali, costituiscono ulteriore garanzia di incrementodell’indice terapeutico. Tuttavia il trattamento radiante può causare un’alterazione delnormale processo di riparazione e indurre lo sviluppo di un quadro di fibrosi in unsottogruppo di pazienti sensibili e nei lungo-sopravviventi al cancro. La caratteristicacardinale della fibrosi radioindotta è l’eccessivo ed anomalo accumulo di collagene compostoprincipalmente di componenti fibrillari e immature della matrice extracellulare (ECM).Gli organi che possono essere interessati da questo fenomeno sono fegato, pelle,intestino, reni e polmoni. Da un punto di vista clinico, la fibrosi può essere vista come unacondizione irreversibile, senza soluzione. Noi ed altri recentemente abbiamo mostrato cheaccanto alla attivazione della via canonica TGF-β/Smad, altre vie vengono attivate nei tessutifibrotici come la cascata di segnalazione intracellulare della via Rho/ROCK. Interessantenotare che la via Rho/ROCK sembra specificatamente attivata nella radiazione indotta fibrosiintestinale, fornendo così una spiegazione razionale per una specifica, mirata strategia antifibrotica.L'inibizione farmacologica di Rho con le statine infatti è in grado di prevenire eaddirittura invertire i fenomeni di fibrosi intestinale post-attinica.Grazie a queste premesse, nei nostri studi, abbiamo mostrato il ruolo delle statine(Pravastatina e Simvastatina) e di uno specifico inibitore di ROCK (Y-27632) in un modellomurino di fibrosi polmonare indotta ottenuto con un approccio farmacologico (bleomicina -BLM). In seguito, abbiamo sviluppato un modello di fibrosi polmonare indottadall’irradiazione completa del torace e valutata la risposta alla somministrazione dellaPravastatina. In questo modello ed in un modello di fibrosi intestinale indotto da radiazioni,abbiamo analizzato, da un punto di vista immunoistologico, i meccanismi sottostanti l'azione9antifibrotica della pravastatina e il ruolo delle metalloproteasi (MMP2 e TIMP2). Infine, invitro, abbiamo indagato, mediante zimografia, l'espressione delle gelatinasi (MMP2 e MMP9)in culture primarie di fibroblasti polmonari murini esposti a differenti dosi di radiazione epravastatina.Nel nostro modello animale di fibrosi polmonare, la Pravastatina è in grado di renderereversibile il processo fibrotico e le metalloproteasi parrebbero essere a loro volta coinvolte,in vivo and in vitro, nei meccanismi pro-fibrolitici indotti dal farmaco.La molteplicità di attori coinvolti nella patogenesi delle lesioni fibrotiche spiegaperché la definizione di una strategia terapeutica efficace è così complessa. Ricerche neiprocessi meccanicistici di danno ai tessuti normali hanno aperto la strada a nuovi approcciterapeutici. Questi nuovi obiettivi comprendono la riduzione dell’ attivazione vascolare,dell'infiammazione e della trombosi, oltre alla definizione di nuovi target molecolari. Esistonomolteplici ed efficaci strategie su modelli preclinici, ma numerosi sforzi devono essere fattiper raggiungere il complicato obiettivo di proteggere i tessuti normali dagli effetti collateralidella radioterapia.

La proprotéine convertase subtilisine/kexine-9 (PCSK9) a été identifiée comme le troisième locus impliqué dans l’hypercholestérolémie autosome dominante (ADH). Les deux autres gènes impliqués dans l’ADH encodent le récepteur des lipoprotéines de faible densité (LDLR) et l’apolipoprotéine B. La PCSK9 est une convertase qui favorise la dégradation du LDLR dans les hépatocytes et augmente le niveau plasmatique de cholestérol des LDL (LDL-C). Les mutations « gain de fonction » de la PCSK9 sont associées à un phénotype d’hypercholestérolémie familiale, tandis que les variantes « perte de fonction » sont associées à un LDL-C réduit et à un risque coronarien plus faible. Pour élucider le rôle physiologique de la PCSK9, nous avons étudié sa régulation génique. En utilisant le RT-PCR quantitatif dans des hépatocytes humains, nous avons analysé la régulation de PCSK9 sous différentes conditions modulant l’expression des gènes impliqués dans le métabolisme du cholestérol. Nous avons démontré que l’expression de la PCSK9 était induite par les statines de manière dose-dépendante et que cette induction était abolie par le mévalonate. De plus, le promoteur de PCSK9 contenait deux motifs conservés pour la régulation par le cholestérol : le sterol regulatory element (SRE) et un site Sp1. La PCSK9 circule dans le plasma sous des formes mature et clivée par la furine. Grâce à notre anticorps polyclonal, nous avons mis au point un test ELISA mesurant la PCSK9 plasmatique totale. Une étude transversale a évalué les concentrations plasmatiques de PCSK9 chez des sujets sains et hypercholestérolémiques, traités ou non par des statines ou une combinaison statine/ezetimibe. Chez 254 sujets sains, la valeur moyenne de PCSK9 (écart-type) était de 89,5 (31,9) µg/L. La concentration plasmatique de la PCSK9 corrélait avec celle de cholestérol total, du LDL-C, des triglycérides (TG), de la glycémie à jeun, l’âge et l’indice de masse corporelle. Le séquençage de PCSK9 chez des sujets aux extrêmes de la distribution des concentrations de PCSK9 de notre cohorte a révélé la présence d’une nouvelle variation « perte de fonction » : R434W. Chez 200 patients hypercholestérolémiques, la concentration de PCSK9 était plus élevée que chez les sujets sains (P<0,04). Elle a augmenté avec une dose croissante de statine (P<0,001), et a augmenté encore plus suite à l’ajout d’ezetimibe (P<0,001). Chez les patients traités, ceux présentant une hypercholestérolémie familiale (HF; due à une mutation du LDLR) avaient des concentrations plus élevées de PCSK9 que les non-HF (P<0,005), et la réduction de LDL-C corrélait positivement avec la concentration de PCSK9 atteinte de la même manière dans les deux sous-catégories (P<0,02 et P<0,005, respectivement). Par ailleurs, une incubation des cellules HepG2 (hépatocytes) et Caco-2 (entérocytes) avec de l’ezetimibe a provoqué une augmentation de l’ARNm de PCSK9 et de NPC1L1 de 1,5 à 2 fois (P<0,05), mais aucune variation significative de PCSK9 sécrétée n’a été observée, suggérant que ces lignées cellulaires ne sont pas un modèle idéal. Nous avons également mesuré le niveau de PCSK9 chez 1 739 Canadiens-français âgés de 9, 13 et 16 ans. La valeur moyenne (écart-type) de PCSK9 dans cette cohorte était de 84,7 (24,7) µg/L, légèrement plus basse que dans la cohorte d’adultes (89,5 (31,9) µg/L). Chez les garçons, la PCSK9 circulante diminuait avec l’âge, tandis que c’était l’inverse chez les filles. Il y avait des associations positives et significatives entre la PCSK9 et la glycémie à jeun, l’insulinémie, le HOMA-IR, et les paramètres lipidiques (TC, LDL-C, TG, HDL-C, apoAI et apoB). Dans l’analyse multivariée, une hausse de 10% de l’insulinémie à jeun était associée à une augmentation de 1 à 2% de PCSK9. La régulation de PCSK9 est typique de celle d’un gène impliqué dans le métabolisme des lipoprotéines et est probablement la cible du facteur de transcription «sterol regulatory element-binding protein » (SREBP-2). La concentration plasmatique de la PCSK9 est associée avec l’âge, le sexe, et de multiples marqueurs métaboliques chez les enfants et les adultes. La détection de la PCSK9 circulante chez les sujets HF et non-HF signifie que ce test ELISA spécifique à PCSK9 pourrait servir à suivre la réponse à la thérapie chez un grand éventail de sujets. PCSK9 semble être une cible thérapeutique prometteuse dans le traitement de l’hypercholestérolémie et de la maladie cardiovasculaire. / Proprotein convertase subtilisin/kexin type 9 (PCSK9) has been identified as the third locus implicated in autosomal dominant hypercholesterolemia (ADH). The two other known genes implicated in ADH encode the low-density lipoprotein receptor (LDLR) and apolipoprotein B. PCSK9 is a protein convertase that post-translationally promotes the degradation of the LDLR in hepatocytes and increases plasma LDL cholesterol concentration (LDL-C). Heterozygote “gain-of-function” mutations of PCSK9 are associated with the familial hypercholesterolemia phenotype, whereas “loss-of-function” variants are associated with reduced LDL-C concentrations and lower coronary risk. As an approach toward the elucidation of the physiological role(s) of PCSK9, we studied its transcriptional regulation. Using quantitative RT-PCR, we assessed PCSK9 regulation under conditions known to regulate genes involved in cholesterol metabolism in HepG2 cells and in human primary hepatocytes. We found that PCSK9 expression was strongly induced by statins in a dose-dependent manner and that this induction was efficiently reversed by mevalonate. The PCSK9 promoter contains two typical conserved motifs for cholesterol regulation: a sterol regulatory element (SRE) and an Sp1 site. PCSK9 circulates in plasma as mature and furin-cleaved forms. A polyclonal antibody against human PCSK9 was used to develop an ELISA that measures total plasma PCSK9 rather than only the mature form. A cross-sectional study evaluated plasma levels in normal and hypercholesterolemic subjects treated or untreated with statins or statin plus ezetimibe. In 254 healthy subjects, the mean plasma PCSK9 (SD) concentration was 89 (32) µg/L. PCSK9 levels correlated positively with plasma cholesterol, LDL-C, triglycerides, fasting glucose, age and body mass index. Sequencing PCSK9 from subjects at the extremes of PCSK9 plasma distribution revealed a new loss-of-function R434W variant. In 200 hypercholesterolemic patients, circulating PCSK9 was higher than in controls (P<0.04), increased with increasing statin dose (P<0.001), and further increased when ezetimibe was added (P<0.001). In treated patients (n = 139), those with familial hypercholesterolemia (FH; due to LDLR gene mutations) had higher PCSK9 values than non-FH (P<0,005), and LDL-C reduction correlated positively with achieved plasma PCSK9 levels to a similar extent in both subsets (P<0.02 and P<0.005, respectively). However, incubation with ezetimibe of HepG2 (hepatocytes) and Caco-2 (enterocytes) cells caused an increase in PCSK9 and NPC1L1 mRNA of 1.5 to 2-fold (P<0.05), but no significant rise in PCSK9 protein secretion, suggesting that these transformed cells are not an ideal model. We also studied PCSK9 levels in 1,739 French Canadian youth ages 9, 13, and 16 years old. The mean (SD) plasma PCSK9 concentration, measured by ELISA, was 84.7 (24.7) µg/L in the cohort, slightly lower than in the adult cohort (89.5 (31.9) µg/L. In boys, plasma PCSK9 decreased with age, whereas the inverse was true for girls. There were significant positive associations between PCSK9 and fasting glucose, insulin, and HOMA-IR (homeostasis model assessment of insulin resistance). In multivariable analysis, a 10% higher fasting insulin was associated with a 1%-2% higher PCSK9 in both sexes. There were also positive associations between PCSK9 and total cholesterol, LDL-C, and triglycerides, as well as with HDL-C and apolipoproteins A1 and B. PCSK9 regulation is typical of that of the genes implicated in lipoprotein metabolism. In vivo, PCSK9 is probably a target of the transcription factor “sterol response element-binding protein” (SREBP)-2. The PCSK9 plasmatic concentration is associated with age, sex, and multiple metabolic markers in youth and adult samples. The detection of circulating PCSK9 in both FH and non-FH subjects means that this PCSK9 ELISA test could be used to monitor response to therapy in a wide range of patients. PCSK9 seems to be a promising drug target in the treatment of hypercholesterolemia and coronary heart disease.

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

Bien que les statines forment la classe d'hypolipidémiants la plus utilisée, une toxicité musculaire a été reportée, pouvant ainsi provoquer l’apparition d’une myopathie. Dans la première partie, nous avons montré chez l’Homme et l’animal que les statines inhibent directement la chaine respiratoire mitochondriale, et induisent la production de radicaux libres dérivés de l’oxygène (RLO), qui active les voies apoptotiques dans les muscles glycolytiques, alors que les muscles oxydatifs ne sont pas atteints. Nous avons ensuite montré in vitro que le stress réducteur peut engendrer une oxydation mitochondriale, pouvant conduire à une activation de la voie de biogenèse mitochondriale. De plus l’augmentation du contenu mitochondrial induite a permis de protéger les cellules contre l’apoptose induite par les statines. Enfin, nous avons montré in vivo que l’induction des voies de biogenèse mitochondriale est nécessaire à la tolérance des statines dans les muscles oxydatifs. En conclusion, le phénotype mitochondrial, tant au niveau quantitatif que qualitatif, semble être un facteur clé dans l’apparition de la myopathie aux statines. / Although statins are the most prescribed class of lipid-lowering agents, adverse muscular toxicity has been reported, which can lead to the appearance of a myopathy. In the first part, we showed in Humans and animals that statins inhibit directly the mitochondrial respiratory chain, and induce the production of reactive oxygen species (ROS), that trigger apoptotic pathways in glycolytic skeletal muscles, whereas oxidative muscles are not impaired. We then showed in vitro that reductive stress can provoke mitochondrial oxidation, that could lead to an activation of mitochondrial biogenesis pathways. Moreover, the consequent increase in mitochondrial content enabled to protect cells against statin-induced apoptosis. Finally, we showed in vivo that the induction of mitochondrial biogenesis is necessary for statin tolerance in oxidative skeletal muscles. In conclusion, mitochondrial phenotype, both quantitatively and qualitatively, seems to be a key factor in the appearance of statin myopathy.

La fièvre boutonneuse Méditerranéenne (FBM) est due à Rickettsia conorii subsp. conorii, bactérie intracellulaire stricte. Cette maladie, initialement décrite comme bénigne, présente actuellement un taux de sévérité de l’ordre de 10% avec une augmentation de cette sévérité décrite dernièrement. Au cours d’une étude clinique rétrospective portant sur 161 cas de FBM, nous avons observé que le traitement par fluoroquinolones était associé à une évolution défavorable, ce qui à ce jour n’avait jamais été rapporté, alors que la doxycycline semble être protectrice. Nous avons également observé cet effet délétère des fluoroquinolones sur un modèle in vitro d’infection cellulaire à R. conorii, effet qui n’a pas été observé avec la doxycycline. Une des hypothèses pouvant expliquer cet effet est l’induction du module toxine-antitoxine par les fluoroquinolones. Ainsi nous avons montré que la ciprofloxacine modulait l’expression des gènes du couple toxine-antitoxine. Nous avons également montré que les statines pouvaient avoir un effet prophylactique au cours de l’infection par R. conorii. Enfin nous avons étudié la réponse de l’hôte au sein de l’escarre d’inoculation par une approche transcriptomique.Cette thèse a mis en évidence que les traitements reçus au cours de la FBM peuvent modifier le pronostic de cette maladie. Le choix des antibiotiques est donc crucial et doit faire l’objet d’études complémentaires. / Mediterranean spotted fever (MSF) is caused by Rickettsia conorii subsp. conorii, a strict intracellular bacterium. The disease initially described as benign presents currently rates of severity around 10% with an increase described recently. In a retrospective clinical study of 161 cases of MSF, we observed that treatment with fluoroquinolones was associated with an unfavourable outcome whereas doxycycline appeared to be protective. We also observed this deleterious effect of fluoroquinolones in vitro in a cellular model of R. conorii infection, which was not observed with doxycycline. One hypothesis that could explain this effect is the induction of toxin-antitoxin module by fluoroquinolones. Thus we have shown that ciprofloxacin modulates the gene expression of toxin-antitoxin module. We have also shown that statins may have a prophylactic effect during infection by R. conorii. Finally, we have studied the host response within the inoculation eschar by a transcriptomic approach. This thesis has shown that the treatment received during the MSF can change the prognosis of this disease. The choice of antibiotics is crucial, and should be subject to further studies.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal. / L'objectif de notre travail est de vérifier l'effet de la réduction du cholestérol sérique sur la mortalité totale dans les études impliquant des diètes ou des inhibiteurs de la HMG-CoA réductase (statines) comme moyens de traitement hypocholestérolémiants, et de traduire cet effet en termes actuariels afin de comparer la mortalité dans ces études avec la mortalité attendue dans la population générale donnée par les tables de mortalité. La méthodologie employée sera décrite avant la revue de la littérature. J Nous avons utilisé les données de trois études de population connues, impliquant des inhibiteurs de la HMG-CoA réductase (4S ou Scandinavian Simvastatin Survival Study, CARE ou Cholesterol And Reçurent Events , WOSCOPS ou West Of Scotland Coronary Prevention Study) et de quatre études impliquant la diète (LRC-CPPT ou Lipid Research Clinic Coronary Primary Prevention Trial, MRFIT ou Multiple Risk Factor Intervention Trial, ODHS ou Oslo Diet Heart Study et LDHS ouLyon Diet Heart Study) pour déterminer l'impact des interventions par la diète ou par prescription des inhibiteurs de la HMG-CoA réductase sur la survie. La méthode actuarielle employée permettra de comparer la mortalité observée dans le groupe placebo et dans le groupe sous intervention à la mortalité prévue (attendue) donnée par les tables de mortalité. Cette méthodologie permettra d'une part de comparer l'espérance de vie du groupe placebo dans tes grandes études de population, avec les données actuarielles. D'autre part, ces données, présentées sur une base actuarielle, permettront de mieux préciser le risque associé à l'hyperlipémie, basé sur des études récentes de population. En prévention primaire: les inhibiteurs de la HMG-CoA réductase réduisent les niveaux de cholestérol élevés et suppriment la mortalité excessive qui leur est reliée (étude WOSCOPS). En cas de multiples facteurs de risque, ta mortalité est comparable à celle des coronariens, mais l'impact des mesures de correction des facteurs de risque sur l'espérance de vie reste modeste (MRFIT). En prévention secondaire, les statines réduisent de presque de moitié le risque de mortalité en cas de cholestérol sérique élevé (étude 4S), cependant cet impact est plus modeste en cas de cholestérolémie normale (étude CARE). Parmi les mesures diététiques, seule la diète méditerranéenne a un effet très marqué en rendant le risque de mortalité chez le coronarien comparable à la population normale (Lyon diet heart study). Notre travail est présenté sous forme de deux articles devant être soumis à la publication dans la revue American Journal Of Insurance Medicine et dans Canadian Dietetic Association Journal. Les deux articles sont précédés d'une revue des principales études épidémiologiques et cliniques sur la relation entre le niveau de cholestérol sérique et la mortalité par maladie coronarienne. Le premier article concerne l'analyse de mortalité dans les études utilisant les diètes, en prévention primaire (MRFIT, LRC-CPPT) et en prévention secondaire (ODHS, LDHS), le second concerne des études impliquant les statines, en prévention primaire (WOSCOPS) et en prévention secondaire (CARE, 4S). Chacun des deux articles comprend une introduction, une analyse des données, les résultats, leur discussion, une conclusion et les références bibliographiques relatives soit à l'intervention par la diète soit par les statines. Une conclusion commune aux deux volets est faite à la fin de cette étude.

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Nonobstant d’immenses progrès accomplis depuis des décennies dans la prise en charge des patients soumis à la ventilation mécanique, les pneumonies acquises sous ventilation mécanique continuent de compliquer le séjour en réanimation de près de 28% des patients recevant une assistance respiratoire invasive prolongée. Parmi les malades des unités de soins intensifs, le risque de développer une pneumonie est de 3 à 10 fois supérieur chez les intubés sous ventilation. Elle reste cependant bien souvent le seul moyen de venir en aide aux patients souffrant de graves détresses respiratoires. Il a maintenant été clairement démontré que la ventilation mécanique, en particulier lorsqu’elle est mise en place selon des stratégies dites agressives, active les cellules pulmonaires conduisant alors à une réponse pro-inflammatoire même en l’absence de pathogène. Ce phénomène est connu sous le terme de biotrauma, et serait responsable en partie des lésions induites sur le poumon par la ventilation mécanique. En quelques sortes, la ventilation mécanique prépare les cellules épithéliales pulmonaires à répondre massivement à une seconde agression pro-inflammatoire par la libération de grandes quantités de cytokines (comme l’IL-8 notamment), accentuant alors les lésions du tissu pulmonaire essentiellement par le recrutement de polynucléaires neutrophiles attirés par la sécrétion massive d’IL-8. L’immunité innée joue donc un rôle très important dans le développement du VILI. L’implication des Toll Like Récepteurs a été suggérée par plusieurs études expérimentales. Par ailleurs, la ventilation en décubitus ventral a été décrite pour avoir des effets bénéfiques sur les patients ventilés souffrant de graves lésions pulmonaires particulièrement chez ceux souffrant du syndrome de détresse respiratoire aiguë. Notre équipe s’est particulièrement intéressée au TLR2, qui reconnait les bactéries à Gram-positif, car elle a montré dans des études précédentes in vitro que l’étirement cyclique de cellules pulmonaires humaines augmentait principalement l’expression de TLR2 ainsi que la réactivité de cellules pulmonaires à des composants de la paroi de bactéries à Gram positif. Ces données ont par la suite été confirmées dans un modèle in vivo de lapins ventilés dont la réponse immune innée était stimulée par du Pam3CSK4.Dans un premier projet, nous avons évalué l’impact d’une ventilation mécanique en décubitus ventral chez des lapins avec pneumonie unilatérale à Enterobacter aerogenes soumis à la ventilation mécanique. Nos résultats montrent que le décubitus ventral peut être protecteur si l’hôte est soumis à la ventilation mécanique dans le contexte d’une pneumonie bactérienne unilatérale.Pour vérifier la pertinence de nos hypothèses sur le TLR2 dans notre modèle animal de pneumonie acquise sous ventilation mécanique, nous avons mené des expériences avec des bactéries vivantes reconnues par le TLR2 (une souche de Staphylococcus aureus résistante à la methicilline SARM). Notre étude met en évidence qu’une ventilation mécanique modérément agressive impacte sur la clairance bactérienne pulmonaire en la diminuant, aggrave les lésions sur le tissu pulmonaire et favorise une réponse inflammatoire systémique. La surexpression du TLR2 tant au niveau pulmonaire que systémique pourrait expliquer ces résultats.Le troisième projet s’est attaché à évaluer l’impact d’une thérapie aux statines dans le contexte d’une pneumonie acquise sous ventilation mécanique à SARM, conjointement traitée par le linezolide, dans notre modèle animal de lapins ventilés. Nos résultats suggèrent qu’une pré-­‐exposition aux statines pourrait avoir un effet anti-inflammatoire au niveau pulmonaire et systémique dans ce modèle, qui pourrait passer par une régulation négative de l’expression de TLR2, contre-balançant les effets de l’étirement cyclique. / Despite major advances since decades in the management of ventilated patients, ventilator-associated pneumonia (VAP) continues to complicate the course of approximately 28% of the patients receiving mechanical ventilation (MV). Among patients hospitalized in intensive care units, the risk of pneumonia is 3- to 10- fold increased in MV patients. However, MV is often the only way to care for critically ill patients with respiratory failure. It has now been clearly demonstrated that MV, in particular adverse ventilatory strategies could activate lung cells, thus leading to a proinflammatory response, even in the absence of pathogen. This is the biotrauma paradigm, which accounts, at least in part, for the ventilator induced lung injury (VILI). In one way, MV primes airway cells to respond massively to a second proinflammatory insult, through the subsequent release of large amounts of cytokines (as interleukin (IL)‐ 8), thus leading to additional lung injury, particularly through the recruitment of neutrophils attracted by the massive release of IL-8. Accordingly, innate immunity plays an important role in the developement of VILI. The involvement of Toll-like receptors has been suggested by several experimental studies. Ventilation in the prone position (PP) has been described to have beneficial effects on patients under MV, especially in those with lobar involvement. Our team focused particularly on the TLR2, which interacts with Gram-positive bacteria, and we have previously demonstrated in vitro that cyclic stretch of human pulmonary cells resulted in TLR2 overexpression and enhanced TLR2 reactivity to Gram-positive cell wall components. We confirmed these datas in an in vivo model of ventilated rabbits which immune response had been stimulated with Pam3CSK4. In a first project, we assessed the impact of the PP on unilateral pneumonia to Enterobacter aerogenes in rabbits subjected to MV. Our results shows that the prone position could be protective if the host is subjected to MV and unilateral bacterial pneumonia. To ensure the relevance of our hypothesis on TLR2 in our animal model of VAP, we conducted experiments using live bacteria specifically recognized by TLR2 (Methicilin resist. aureus). We demonstrate that mild-­‐stretch MV impaired lung bacterial clearance, hastened tissue injury and promoted a systemic inflammatory response. Both pulmonary and peripheral blood TLR2 overexpression could account for such an impact. The third project assessed the impact of a statins therapy in the context of MRSA VAP, treated with linezolid, in our model of ventilated rabbits. Our results suggest that statin exposure prior to pneumonia provides an anti-­‐inflammatory effect within the lung and the systemic compartment of rabbits with MRSA VAP. Although LNZ enhances pulmonary bacterial clearance, dampening the host systemic inflammatory response with statin could impede defense against MRSA in this compartment. It could be subsequent to enhanced antibacterial defences and improvements in lung mechanics, thereby blunting overwhelming inflammation. In the last project, in collaboration with the University of Geneva, we assessed whether mitochondrial alarmins are released during VILI and can generate lung inflammation. Our results confirmed the hypothesis made and showed indeed that alarmins are released during during cyclic stretch of human epithelial cells, as well as in BAL fluids from rabbits ventilated with an injurious ventilatory regimen. These alarmins stimulate lung cells to produce bioactive IL-­‐1, and are likely to represent the proximal endogenous mediators of VILI and ARDS, released by injured pulmonary cells.