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Les maladies cardiovasculaires représentent la principale cause de décès dans le monde et elles sont souvent causées par l’athérosclérose coronarienne caractérisée par l’accumulation de plaques dans la paroi des artères menant à leur rétrécissement et à la réduction ou l’abolition de l’apport sanguin régional au muscle cardiaque. Les anomalies du métabolisme des lipides, incluant l’élévation du cholestérol dans les lipoprotéines de basse densité (LDL-cholestérol) contribuent au processus d’athérosclérose. Plusieurs traitements existent pour réduire les taux de lipides plasmatiques chez les sujets à risque, dont le principal est les statines. Cependant, les statines ne permettent pas toujours d’atteindre les cibles thérapeutiques, ce qui justifie la recherche de nouveaux traitements pouvant modifier les lipides plasmatiques. Une avenue potentielle de traitement à explorer est le beta-glucane, une fibre soluble contenue dans l’avoine pour laquelle certaines données suggèrent un effet hypolipidémiant. L’objectif de ce mémoire était d’évaluer l’efficacité d’un supplément de beta-glucane dans la réduction des taux plasmatiques de LDL-C chez les patients atteints de dyslipidémie à travers le Canada. Pour ce faire, nous avons effectué un essai clinique randomisé en double aveugle contrôlé par placebo dans une population de 264 sujets atteints d’hyperlipidémie qui ont reçus aléatoirement des traitements de beta-glucane à doses de 1.5 g, 3 g et 6 g ou un placebo durant 12 semaines. Tout au long du traitement, des mesures du taux plasmatique de LDL-C ont été effectuées et des analyses statistiques de covariance (ANCOVA) ont été faites pour comparer ces taux entre les groupes actifs et placebos afin d’observer s’il y avait des changements significatifs. La mesure d’efficacité établie était une réduction du taux de LDL-C d’au moins 0.30 mmol/L. Nos résultats suggèrent que le supplément de beta-glucane à doses de 1.5 g, 3 g et 6 g n’est pas efficace pour réduire les taux de lipides sériques. Il n’y a pas eu de variation significative dans les taux de LDL-C lorsque les groupes actifs ont été comparé au groupe placebo., Cardiovascular diseases are the principal cause of death in the world, and they are often caused by coronary atherosclerosis characterized by the accumulation of plaques in the wall of arteries leading to their narrowing and reduction or disappearance of regional blood supply to the cardiac muscle. Abnormalities of lipid metabolism, including elevated cholesterol in low-density lipoproteins (LDL-C), contribute to the atherosclerotic process. Several treatments exist to reduce levels of plasma lipids in patients at risk, the main one being statins. However, a substantial number of patients do not reach recommended therapeutic targets while treated with statins which creates the impetus for the search of new lipid-modifying treatments. One potential avenue of treatment worthy of investigation is beta-glucan, a soluble fiber found in oats, for which some data have suggested a lipid-lowering effect. The objective of this thesis was to evaluate the efficacy of a beta-glucan supplement in reducing plasma LDL-C levels in patients with dyslipidemia across Canada. To do this, we conducted a randomized, double-blind, placebo-controlled clinical trial in a population of 264 subjects with hyperlipidemia who randomly received beta-glucan treatments at doses of 1.5 g, 3 g and 6 g or a placebo for 12 weeks. Throughout the treatment, LDL-C plasma measurements were taken and statistical analyzes of covariance (ANCOVA) were done to compare these levels between the active and placebo groups to observe if there were any significant changes. The established measure of efficacy was a reduction in LDL-C of at least 0.30 mmol/L. Briefly, our results have shown that beta-glucan in doses of 1.5 g, 3 g and 6 g is not efficacious in reducing plasma lipid levels. There was no significant change in LDL-C levels when the active groups were compared to the placebo group.

Les levures du genre Malassezia font partie intégrale de la flore normale de la peau où ils représentent 50-80% du mycobiome total de l’épiderme. Ce champignon se distingue des autres organismes de par son absence de synthase d’acides gras (FAS), ce qui le rend dépendant à une source externe de lipides. De récents travaux ont démontré la présence de cette levure au niveau des organes internes, comme la muqueuse intestinale, où elle pourrait jouer un rôle dans le développement de la maladie de Crohn. Les circonstances amenant Malassezia à passer de commensal à pathogène restent, de nos jours, nébuleuses. Afin de mieux comprendre la niche écologique de Malassezia, nous avons effectué une caractérisation physiologique de l’assimilation lipidique de différentes espèces de Malassezia en contrôlant la source de lipides. Notre analyse a révélé que la présence du profil lipidique est hétérogène entre les espèces ainsi qu’entre les souches de la même espèce. Nos observations sont cohérentes avec la littérature, c’est-à-dire que l’acide palmitique (C16), l’acide stéarique (C18), l’acide oléique (C18:1) et l’acide linoléique (C18:2) sont extrêmement importants pour la croissance des différentes espèces. Dans l’ensemble, notre étude nous a permis de générer un nouveau milieu de croissance qui nous a permis de tester différents composés, seuls et en combinaison, pouvant avoir des propriétés antifongiques. La combinaison entre l’itraconazole, la terbinafine et un nouvel inhibiteur de protéase (BMZ2-134B) s’est avérée particulièrement efficace afin d’inhiber Malassezia. Avec le nombre grandissant de données démontrant un lien étroit entre la dysbiose du microbiote, l’inflammation et les maladies cardiovasculaires, il devient impératif de développer de nouvelles stratégies thérapeutiques afin de prévenir les maladies cardiovasculaires en tirant profit de nos connaissances sur le mycobiome., Yeasts of the genus Malassezia are an integral part of the normal flora of skin, where they represent 50-80 % of the total epidermis mycobiota. This fungus is distinguishable from other organisms by the fact that it lacks a fatty acid synthase (FAS), making it dependent on an external source of lipids. Recent work has shown the presence of this yeast in internal organs, such as the intestinal mucosa, where it could play a potential role in the development of Crohn’s disease. The circumstances leading Malassezia to switch from commensal to pathogen remain, nowadays, nebulous. In order to better understand the ecological niche of Malassezia, we carried out a physiological characterization of lipid assimilation of different species of Malassezia by controlling the lipid source. Our analysis revealed that the lipid assimilation profile is heterogeneous between species as well as between strains of the same species. Our observations are consistent with the literature, i.e., palmitic acid (C16), stearic acid (C18), oleic acid (C18:1) and linoleum acid (C18:2) are extremely important for the growth of the different species. Overall, our study allowed us to generate a new growth medium where we could test different compounds, alone and in combination, that could have antifungal properties. The combination of itraconazole, terbinafine and a new protease inhibitor proved to be particularly effective in inhibiting Malassezia’s growth. With the growing evidence demonstrating a strong link between microbiota dysbiosis, inflammation and cardiovascular diseases, it becomes imperative to develop new therapeutic strategies by leveraging our knowledge of the mycobioma.

La dysfonction diastolique du ventricule gauche (LVDD), une forme d’insuffisance cardiaque, est une maladie qui affecte la compliance du myocarde. Contrairement à l’insuffisance cardiaque systolique, aucun traitement contre cette pathologie n’est approuvé à ce jour en clinique. L’absence d’un traitement efficace est liée à la complexité des mécanismes responsables du développement de la LVDD ainsi qu’au petit nombre de modèles animaux reflétant sa physio-pathologie. Dans notre laboratoire, nous avons démontré qu’un mimétique de l’apolipoprotéine A-I (apoA-I), composante majeure des lipoprotéines de haute densité (HDL), améliore la LVDD dans un modèle de sténose valvulaire aortique (SVA) chez le lapin. La SVA peut causer une LVDD. Le premier objectif de cette thèse fut de développer un modèle animal de LVDD sans SVA. Le deuxième objectif fut de tester les effets potentiels de l’apoA-I sur cette pathologie et d’élucider les mécanismes d’action impliqués dans ces effets. Pour ce faire, nous avons utilisé deux différents modèles expérimentaux chez le lapin. Le premier était basé sur l’exposition des lapins à une diète riche en cholestérol pendant une période moyenne de 16 semaines (sans excès de vitamine D2 afin de ne pas causer de développement de SVA). Le deuxième est un modèle chirurgical de constriction au niveau aortique (TAC) où les lapins développent la LVDD dans un délai de moins de 12 semaines suivant la chirurgie sans l’implication de la valve aortique. Nous avons par la suite traité ces lapins à l’aide d’un mimétique de l’apoA-I pour une durée de 4 semaines à raison de 3 injections de 25 mg/kg par semaine. Des sessions d’échocardiographies ont été réalisées afin d’évaluer le stade de la maladie à différents moments de l’étude. Les effets du traitement sur le plan moléculaire ont été évalués par des expériences de qPCR et d’immunohistochimie. Dans nos deux modèles de lapins, nous avons réussi à induire une LVDD sans la présence de SVA. À la fin de la période de traitement, notre médicament n’a pas amélioré significativement la LVDD chez les lapins. Seuls quelques effets positifs modestes du traitement au niveau de l’inflammation ont toutefois été remarqués. Ces résultats nous ont permis de déterminer que les effets positifs sur la LVDD des mimétiques de l’apoA-I que nous avons précédemment vus dans une étude antérieure ne sont pas directement liés à des bénéfices au niveau du myocarde mais qu’ils sont plutôt médiés par l’amélioration de la SVA., Left ventricular diastolic dysfunction (LVDD), a precursor form of heart failure, is a condition that affects compliance and relaxation of the myocardium. Unlike systolic heart failure, there is no clinically approved treatment yet for LVDD. Complexity of the pathways behind this disease as well as the small number of adequate animal models reflecting its physiopathology are the main causes of this lack of treatment. In our laboratory, we previously showed that mimetic of apolipoprotein A-I (apoA-I), a major component of high-density lipoproteins (HDL), improves LVDD in a rabbit model of aortic valve stenosis (AVS). AVS is one of the main risk factors which can cause LVDD. The first objective of this thesis is to develop a valid animal model of LVDD without AVS. The second objective is to test the potential effects of apoA-I on this pathology and to elucidate the mechanisms of action behind these effects. To do so, we used two different models of rabbits. The first, was based on the exposure of rabbits to a high-cholesterol diet for an average period of 16 weeks (without excess of vitamin D2 to prevent development of AVS). The second, is a surgical model of transaortic constriction (TAC). With this model, rabbits develop LVDD within 12 weeks after surgery, without involvement of AVS. Once LVDD was established, rabbits were treated with 3 injections of 25 mg/kg of apoA-I mimetic peptide weekly for 4 consecutive weeks. Echocardiography sessions were performed throughout the study to assess the stage of the disease at different time points. Molecular effects of the treatment were evaluated by qPCR and by immunohistochemistry experiments. In our two rabbit models, LVDD was established without the presence of AVS. At the end of the treatment period, our drug did not significantly improve diastolic dysfunction in rabbits. Only a few positive effects of treatment involved in the anti-inflammatory pathway have been noticed. In conclusion, these results allowed us to confirm that the positive effects of apoA-I mimetic peptide that we have previously reported on LVDD in another study were mediated by the improvement of AVS but not by a direct effect on the myocardium.

Les maladies cardiovasculaires sont la principale cause de mortalité à l’échelle mondiale, dont la survenue de l’infarctus du myocarde et de la mort subite découle majoritairement de la rupture d’une plaque d’athérosclérose coronarienne vulnérable. Les modalités d’imagerie invasive contemporaines permettent d’analyser les caractéristiques anatomiques et morphologiques de la plaque d’athérome, mais ne révèlent aucune information sur la biologie de l’athérogenèse. Ainsi, l’identification des déterminant moléculaires et cellulaires définissant la plaque à haut risque de rupture est l’approche de choix afin d’améliorer nos connaissances sur la maladie coronarienne et pour l’optimisation des traitements actuels. L’objectif principal de ce projet de recherche visait à démontrer la faisabilité d’une technique d’imagerie moléculaire innovante par cathéter bimodal IVUS-NIRF couplé à l’utilisation de sondes d’imagerie ciblant spécifiquement l’inflammation (ICAM-1) et la composition de la plaque d’athérosclérose (fibres de collagène type-I non polymérisées) dans deux modèles animaux distincts de l’athérosclérose. Les résultats préliminaires contenus dans cette thèse décrivent une technique d’imagerie intravasculaire originale et novatrice permettant la détection in vivo par cathéter de biomarqueurs de l’inflammation et de la composition de la plaque d’athérosclérose à l’aide de traceurs moléculaires fluorescents spécifiques injectés en faible concentration au sein de plaques visualisées par IVUS. Permettant de discriminer avec précision le signal NIRF, le système d’imagerie par cathéter IVUS-NIRF exploité dans ce projet de recherche permet un multiplexage précis du signal NIRF suivant l’injection simultanée de sondes couplées à des fluorophores distincts, offrant la possibilité de cibler simultanément un panel de biomarqueurs à haut risque au sein d’une même plaque d’athérosclérose. Ainsi, cette application d’imagerie moléculaire in vivo est une stratégie prometteuse dont la translation en clinique permettrait d’identifier les processus biologiques clés impliqués dans l’instabilité de la plaque d’athérosclérose coronarienne humaine, un besoin à combler dans la pratique clinique., Cardiovascular disease is the leading cause of mortality worldwide, with the onset of myocardial infarction and sudden death resulting mainly from the rupture of a vulnerable coronary atherosclerotic plaque. Contemporary invasive imaging modalities enable analysis of anatomical and morphological characteristics of the atheroma plaque without providing information on the biology of atherosclerosis. Thus, the identification of molecular and cellular determinants defining high-risk plaques is a promising approach to improve our current knowledge of coronary heart disease and to optimize patient treatment. This research project aimed to demonstrate the feasibility of a novel molecular imaging technique using a custom bimodal intravascular ultrasound (IVUS) – near-infrared fluorescence (NIRF) catheter imaging system combined to local injection of labeled-specific imaging probes targeting both inflammation (ICAM-1) and plaque composition (unpolymerized type I collagen fibers) in two distinct atherosclerotic animal models. Preliminary results presented in this thesis describe an original and novel intravascular imaging technique for in vivo detection of inflammation and plaque morphology using specific fluorescent molecular tracers injected in low concentration in the vicinity of plaques visualized by IVUS. The bimodal IVUS-NIRF imaging catheter system used in this project enables accurate NIRF signal multiplexing following dual-injection of molecular probes coupled to distinct fluorophores, which might offer the possibility of targeting a panel of high-risk biomarkers simultaneously within in a single atherosclerotic plaque. Thus, this in vivo molecular imaging application is a promising strategy that could translate to future human studies with the purpose to identify key biological processes involved in human coronary atherosclerotic plaque instability, an unmet need in clinical practice.

L’athérosclérose est maintenant reconnue comme une maladie inflammatoire qui est caractérisée par le recrutement de macrophages dans la paroi vasculaire. La présence de différents stimulus dans la plaque entraîne la polarisation de ces macrophages en sous-types pro- et anti-inflammatoires. Bien qu’il soit établi que les macrophages participent à la formation de la plaque en devenant des cellules spumeuses suite à l'internalisation du cholestérol qui s’y accumule, peu d’informations sont connues sur la capacité de capture et d’efflux de cholestérol des sous-types de macrophages. Notre objectif principal était donc de déterminer si ces mécanismes impliqués dans la fonction de transport de cholestérol des macrophages différaient selon les sous-types pro- et anti-inflammatoires. À cet effet, nous avons polarisé des cellules THP-1, issus d'une lignée monocytaire humaine, en sous-types pro-inflammatoires M1 en les exposant à 20 ng/ml d'interféron gamma (IFNγ), en présence d’une faible dose de lipopolysaccharides (LPS) (10 pg/mL, M1C) ou d’une forte dose de LPS (1 µg/ml, M1A), afin d’obtenir des M1 avec un niveau inflammatoire distinct. Le sous-type anti-inflammatoire M2 a été polarisé avec 20 ng/ml d’interleukine-4 (IL-4). Puis, nous avons mesuré l’expression génique et protéique des transporteurs de cholestérol, la capacité d’efflux de cholestérol, la captation des esters de cholestérol (CE) de différentes lipoprotéines et l'accumulation de cholestérol dans chacun des sous-types de macrophages générés. Les sous-types M1C et M1A présentaient une expression d'ARNm et protéique d’ABCA1 plus élevée, mais exprimaient moins de rLDL, CD36 et SR-BI que les macrophages M2. Les M1C et M1A avaient aussi une capacité d’efflux de cholestérol vers l’apo A-I réduite par rapport au M2. Le sous-type M1C présentait aussi une baisse d’efflux de cholestérol vers les HDL comparativement aux sous-types M1A et M2. Par ailleurs, les macrophages M1C et M1A montraient une capacité de capture des CE des HDL, LDL et AcLDL plus basse que les M2, ce qui concordait avec une expression réduite des récepteurs SR-BI, rLDL et CD36 dans les M1C et M1A. Tous les sous-types présentaient une concentration de cholestérol totale similaire suite à une incubation avec des AcLDL, indiquant que tous les sous-types accumulaient le cholestérol de façon semblable. Ces résultats démontrent donc que les M2 ont une capacité de capture et d’efflux du cholestérol plus grande que les M1, ce qui suggère que le sous-type M2 aurait une meilleure capacité de transport du cholestérol afin de prévenir ou réduire l’accumulation de cholestérol dans la plaque d’athérosclérose., Atherosclerosis is now known as an inflammatory disease characterized by macrophage infiltration of the vascular wall. Different stimuli present in the plaque can polarize macrophages to pro- and anti-inflammatory subtypes. Even though it has been established that macrophages are implicated in plaque formation by becoming foam cells following cholesterol accumulation, information on cholesterol uptake and efflux of macrophage subtypes remains scarce. Our main objective was to determine if the mechanisms involved in cholesterol transport functions in macrophages differ between the pro- and anti-inflammatory subtypes. Accordingly, we polarized THP-1 cells to pro-inflammatory M1 subtypes by exposing them to 20 ng/ml interferon gamma (IFNγ), along with a low dose of lipopolysaccharides (LPS) (10 pg/ml, M1C) or a higher dose of LPS (1 μg/ml), to generate M1 subtypes with distinct inflammation levels. M2 subtype was polarized with 20 ng/ml of interleukin-4 (IL-4). We then compared mRNA and protein expression of cholesterol transport proteins, cholesterol efflux capacity, association of cholesteryl esters (CE) from lipoproteins and cholesterol accumulation susceptibility in each macrophages subtypes. M1C and M1A had higher mRNA and protein expression of ABCA1, but had reduced LDLr, CD36 and SR-BI mRNA and protein expression than M2 macrophages. M1C and M1A also show reduced cholesterol efflux to apo A-I compared to M2. M1C subtype had reduced cholesterol efflux to HDL compared with M1A and M2 subtypes. Moreover, M1C and M1A macrophages had lower CE-association from HDL, LDL and AcLDL compared to M2, matching reduced expression of SR-BI, LDLr and CD36 in M1C and M1A. All subtypes show similar cholesterol concentration following AcLDL incubation, which indicates that all subtypes accumulated cholesterol in a similar manner. These results suggest that M2 macrophages have higher cholesterol uptake and efflux capacity than M1 subtypes, which indicates that the M2 subtype has increased cholesterol transport capacity and may decrease cholesterol accumulation in the plaque.

La lécithine : cholestérol acyltransférase, ou LCAT, est la seule enzyme plasmatique capable d’estérifier le cholestérol des lipoprotéines circulantes, une fonction importante dans la biogenèse des lipoprotéines de haute densité HDL et le transport inverse du cholestérol. Son activité est définie comme le taux d’estérification fractionnel du cholestérol libre (CL) des HDL (FERHDL). Le FERHDL est un biomarqueur candidat du risque cardiovasculaire. La réaction d’estérification implique l’hydrolyse d’un acide gras estérifié à la phosphatidylcholine (PC) et son transfert au CL, résultant en la formation d’un ester de cholestérol (CE) et d’une lysophosphatidylcholine (LPC). L’objectif de ce travail était de faire la preuve de concept d’une nouvelle méthode de mesure de l’activité LCAT par chromatographie liquide couplée à un spectromètre de masse (LC-MS), qui permet d’identifier et quantifier simultanément tous les substrats et produits de la LCAT. Avec la méthode LC-MS, il a été possible de mesurer le FERHDL comme avec la méthode enzymatique (méthode de référence pour le cholestérol libre), mais aussi des changements au niveau de lipides spécifiques. Les LPC étaient de bons marqueurs candidat de l’activité LCAT, leur abondance étant augmentée de plus de 40% suite à l’incubation. L’activité LCAT a aussi été mesurée dans des plasmas humains enrichis de plusieurs doses de LCAT humaine recombinante et les doses de 4 et 8 μg/mL suffisaient à produire des différences significatives, comparées au plasma natif, pour 5 espèces lipidiques outre le CL: les LPC(16:0) et LPC(18:0) et les PC(14:0|18:2), PC(16:0|16:1) et PC(16:0|18:0). Enfin, l’analyse de l’activité LCAT sur des échantillons de plasma humain de la Biobanque de l’Institut de Cardiologie de Montréal (50 témoins et 50 cas ayant une maladie coronarienne athérosclérotique) a permis d’étudier la modulation des espèces lipidiques dans des échantillons plus complexes qu’un groupe de plasma. De ces lipides, la PC(34 :3) était particulièrement intéressante. Son abondance était plus diminuée par l’incubation du plasma à 37°C chez les cas que chez les témoins, ce qui en fait un candidat comme biomarqueur de l’activité de la LCAT. L’application de la LC-MS à l’étude de la LCAT permet donc une meilleure compréhension des changements lipidiques lors de l’incubation du plasma, ce qui ouvre la voie à la découverte de biomarqueurs., The lecithin: cholesterol acyltransferase (LCAT) is the only plasmatic enzyme capable of esterifying cholesterol molecules present in circulating plasma lipoproteins, a function critical for high-density lipoproteins (HDL) biogenesis and reverse cholesterol transport. Its activity is defined as the fractional esterification rate of free cholesterol of HDL molecules (FERHDL), which is a potential biomarker of cardiovascular risk. The cholesterol esterification reaction is initiated by the hydrolysis of a fatty acid esterified to a phosphatidylcholine molecule (PC) and its subsequent transfer on the hydroxyl group of free cholesterol, resulting in the synthesis of a cholesteryl ester (CE) and a lysophosphatidylcholine (LPC). The objective for this project was to make the proof of concept of a novel method of LCAT activity measurement by liquid chromatography – mass spectrometry (LC-MS), which allows simultaneous identification and quantification of each substrates and products of the LCAT reaction. With this method, FERhdl was measured as with the standard enzymatic method (reference method for measurements of free cholesterol), but changes in specific lipid species was also evaluated. For example, a couple LPC were good candidates as markers of LCAT activity, as their abundance was augmented by at least 40% after incubation of plasma. LCAT activity was also measured in human plasma spiked with different concentrations of recombinant human LCAT and the 4 and 8 μg/mL doses were enough to measure significant differences from the native plasma in 5 lipid species: LPC(16:0), (LPC(18:0), PC(14:0|18:2), PC(16:0|16:1) and PC(16:0|18:0) . Finally, LCAT activity analysis in human plasma samples from the Montreal Heart Institute’s Biobank (50 controls and 50 cases which had a coronary atherosclerotic disease) allowed us to study the modulation of lipids in a more heterogeneous samples than pooled plasma samples. Of these lipids, PC(34:3) was lowered more following incubation of plasma in cases than in controls, making it a candidate biomarker for LCAT activity. In conclusion, application of LC-MS to the study of LCAT gave us a better understanding of lipid changes during plasma activation and opens the way to biomarker discovery.

Une étude pharmacogénomique a récemment démontré que des variants pour le gène ADCY9 étaient déterminants de la réponse clinique d’un inhibiteur de la protéine de transfert des esters de cholestérol (CETP) chez des patients souffrant d’athérosclérose. Ces variants contrôlant la réponse au dalcetrapib ne démontraient aucune différence avec un traitement placebo, suggérant une interaction pharmacogénomique entre le gène ADCY9 et l’activité CETP. L’étude a révélé que le dalcetrapib était également associé avec des modifications de la masse corporelle. Nous avons alors recherché le rôle d’Adcy9 dans le développement de l’athérosclérose et le métabolisme lipidique, en interaction avec la CETP, chez la souris. Les souris inactivées pour Adcy9 présentaient une diminution de 65% des lésions athérosclérotiques en comparaison des WT. L’athéroprotection en réponse à l’inactivation d’Adcy9 était associée à une protection de la fonction endothéliale et une réduction de l’accumulation de cellules spumeuses au sein de la plaque. Au cours de la diète athérogène, les souris inactivées pour Adcy9 présentaient une augmentation de leur poids et du volume de tissu adipeux corporel. Ces résultats étaient également associés à une modification du système nerveux autonome et une augmentation de l’indice de consommation chez les animaux Adcy9Gt/Gt. Lorsqu’étudiée chez des souris transgéniques pour CETP, l’inactivation d’Adcy9 n’avait pas d’effet significatif sur le développement de l’athérosclérose. Nous avons ainsi conclu que le développement de l’athérosclérose et le contrôle du métabolisme lipidique étaient sous le contrôle de l’expression d’Adcy9, mais seulement en absence de la CETP. Ces résultats confirment l’interaction entre le gène ADCY9 et la CETP et l’importance de la relation entre activité CETP et la fonction d’ADCY9 dans le traitement contre l’athérosclérose., A pharmacogenomic study recently showed that polymorphisms in the ADCY9 gene determine the clinical response to the cholesterol ester transfer protein (CETP) inhibitor dalcetrapib in patients suffering from atherosclerosis. Theses variants controlling dalcetrapib response had no effect in patients treated on placebo, suggesting interaction between ADCY9 and CETP activity. The study revealed that dalcetrapib was associated with change in body weight. We then investigated the role of Adcy9 in atherosclerosis development and in lipid metabolism in interaction with CETP. Mice inactivated for Adcy9 showed a 65% reduction in the development of atherosclerosis lesions compared to WT. Atheroprotection in Adcy9-inactivated mice was associated with a protection of endothelial function and a reduced accumulation of foam cells in the atherosclerotic lesion of the vascular wall. Metabolic study during atherosclerosis demonstrated that Adcy9 controls body weight and fat metabolism. These results were associated with an increase in feed efficiency when Adcy9 was inactivated and a modulation of the SNA activity. In transgenic mice expressing CETP, the atheroprotection resulting from Adcy9 inactivation was lost. Atherosclerosis development and body weight variation were the same between mice groups. We concluded that Adcy9 inactivation protects against atherosclerosis, but only in the absence of CETP activity. These results in mice support our pharmacogenomic discovery in patients and emphasize the interaction between of CETP activity and ADCY9 function in the treatment of patients suffering from atherosclerosis.

Contexte : Des études récentes suggèrent que la colchicine permettrait de diminuer le risque d’événements cardiovasculaires. L’étude COLPET évaluait l’impact de la colchicine sur l’inflammation vasculaire mesurée par TEP/TDM chez des patients souffrant de MCAS stable. Méthodes : Dans cette étude randomisée à double insu de phase II, les patients étaient traités pendant 24 semaines avec 1 comprimé quotidien de colchicine 0.6 mg ou de placebo. L’inflammation vasculaire était évaluée par la captation de 18F-FDG dans l’aorte ascendante et les carotides à la TEP/TDM au début et à la fin de la thérapie. L’issue d’intérêt primaire était la variation de la moyenne du target-to-background ratio maximal des coupes d’images de l’aorte ascendante (Mean MAX TBR). Les issues d’intérêt secondaires incluaient plusieurs paramètres additionnels de TEP/TDM, ainsi que des mesures sériées de biomarqueurs inflammatoires sériques, dont la hs-CRP. Résultats : Cent-onze patients étaient randomisés dans l’étude, dont 56 au groupe placebo et 55 au groupe colchicine. La colchicine n’avait aucun impact significatif sur l’issue d’intérêt primaire (variation de la moyenne: 0.051; IC95% : -0.016 à 0.117; p=0.1346) ou sur les issues d’intérêt secondaires de TEP/TDM. Cependant, les patients traités à la colchicine présentaient une diminution de 28% de leurs niveaux de hs-CRP (p=0.0026). Conclusion : La thérapie à la colchicine pendant 24 semaines n’a eu aucun impact significatif sur la captation de 18F-FDG par l’aorte ascendante et les carotides. Cependant, une réduction de 28 % des niveaux de hs-CRP était observée chez les patients du groupe colchicine. L’étude randomisée multicentrique de phase III Colchicine Cardiovascular Outcomes Trial (COLCOT) est en cours pour évaluer les bénéfices cardiovasculaires à long terme de la colchicine (0.5 mg par jour), lorsque débutée pendant les trente jours suivant un infarctus du myocarde., Background : Recent studies suggest that colchicine reduces cardiovascular risk. The COLPET Study evaluated the impact of colchicine on vascular inflammation, as measured by PET/CT, in patients with stable CAD. Methods: In this randomized, double-blind, placebo-controlled, phase II clinical trial, patients were treated for 24 weeks with a daily tablet of colchicine 0.6 mg or placebo. Vascular inflammation was assessed by uptake of 18F-FDG in the ascending aorta and carotid arteries on PET/CT at baseline and at the end of study drug therapy. The primary outcome was the change in the mean of maximal target-to-background ratio of the image slices of the ascending aorta (Mean MAX TBR). Secondary outcomes included various PET/CT parameters, as well as serial measures of inflammatory biomarkers, such as hs-CRP. Results: A total of 111 patients were randomized, with 56 in the placebo group and 55 in the colchicine group. Colchicine had no significant impact on the primary outcome (change in mean: 0.051; IC95% : -0.016 à 0.117; p=0.1346) or any of the PET/CT secondary outcomes. In contrast, patients treated with colchicine presented a decrease of 28% in hs-CRP levels (p=0.0026). Conclusion: Colchicine therapy for 24 weeks had no significant impact on vascular uptake of 18F-FDG in the ascending aorta or carotid arteries. However, a reduction of 28% in hs-CRP was observed in the colchicine group. The Colchicine Cardiovascular Outcomes Trial (COLCOT) is a multicenter randomized phase III trial, currently under way, evaluating the long-term cardiovascular benefits of therapy with colchicine (0.5 mg daily) when begun less than thirty days following acute myocardial infarction.

Introduction : Le dalcetrapib, inhibiteur de la glycoprotéine hydrophobe de transfert des esters de cholestérol (CETP), a été étudié dans le cadre de l’essai clinique de phase II dal-PLAQUE2 (DP2). L’objectif principal est d’étudier l’effet du dalcetrapib après 1 an de traitement sur la structure et la fonction des HDL dans une sous-population de la cohorte DP2. Méthode : Les sujets de la cohorte DP2 ayant une série de mesures de cIMT et des échantillons de plasma et sérum au baseline et à 1 an de traitement furent sélectionnés (379 sujets: 193 du groupe placebo (PCB) et 186 du groupe dalcetrapib (DAL)). Des données biochimiques prédéterminées, le profil des concentrations et tailles des sous-classes de HDL et LDL en résonance magnétique nucléaire (RMN) et 2 mesures de capacité d’efflux de cholestérol (CEC) du sérum ont été explorées. Les données statistiques furent obtenues en comparant les changements à un an à partir du « baseline » avec un ANOVA ou ANCOVA. La procédure normalisée de fonctionnement d’essai d’efflux de cholestérol permet de calculer l’efflux fractionnel (en %) de 3H-cholestérol des lignées cellulaires BHK-ABCA1 (fibroblastes) et J774 (macrophages, voie ABCA1) et HepG2 (hépatocytes, voie SR-BI), vers les échantillons sériques de la cohorte DP2. Résultats : Pour la biochimie plasmatique, un effet combiné des changements d’activité de CETP dans les 2 groupes a causé une réduction de 30% dans le groupe DAL. Après 1 an de traitement dans le groupe DAL, la valeur de HDL-C a augmenté de 35,5% (p < 0,001) et l’apoA-I a augmenté de 14,0% (p < 0,001). Au profil RMN, dans le groupe DAL après 1 an de traitement, il y a augmentation de la taille des HDL-P (5,2%; p < 0,001), des grosses particules HDL (68,7%; p < 0,001) et des grosses particules LDL (37,5%; p < 0,01). Les petites particules HDL sont diminuées (-9,1%; p < 0,001). Il n’y a aucune différence significative de mesure de cIMT entre les deux groupes après 1 an de traitement. Pour la CEC, il y a augmentation significative par la voie du SR-BI et une augmentation via la voie ABCA1 dans le groupe DAL après 1 an de traitement. Conclusion : Après un an de traitement au dalcetrapib, on note une hausse de HDL-C, des résultats plutôt neutres au niveau du profil lipidique par RMN et une CEC augmentée mais trop faible pour affecter la valeur de cIMT chez les échantillons testés., Introduction: Dalcetrapib, an inhibitor of the hydrophobic cholesteryl ester transfert protein (CETP), was studied within the framework of the phase II clinical essay dal-PLAQUEII (DP2). The main goal is to study the effect of dalcetrapib after 1 year of treatment on the structure and function of the HDL particles in a subpopulation of the DP2 cohort. Method: DP2 subjects having a series of measurements of cIMT and samples of plasma and serum at baseline and after 1 year of treatment were selected (379 samples: 193 in the placebo arm (PCB) and 186 in the dalcetrapib arm (DAL)). Predetermined biochemical data, profile of size and subclass concentrations of HDL and LDL by nuclear magnetic resonance (NMR) and 2 different serum cholesterol efflux capacity (CEC) measures were explored. Statistical data were obtained comparing change at 1 year from baseline with ANOVA or ANCOVA. The standardized protocol of efflux essay allowed to calculate the 3H-cholesterol fractional efflux (in %) of BHK-ABCA1 (fibroblasts) and J774 (macrophages, ABCA1 pathway) and HepG2 (hepatocytes, SR-BI pathway) cell lines, to human sera samples from the DP2 cohort. Results: Regarding the plasmatic biochemistry, a combined effect in CETP activity changes in both arms caused a reduction of 30% in the DAL arm. After 1 year in the DAL arm, HDL-C rate was increased by 35.5% (p < 0.001) and apoA-I value increased by 14.0% (p < 0.001). In the NMR lipoprofile in the DAL arm after 1 year, size of HDL particles by 5.2% (p < 0.001), large HDL particles by 68.7% (p < 0.001) and large LDL particles by 37.5% (p < 0.01). Small HDL particles were decreased by 9.1% (p < 0.001). Regarding cIMT index, there is no significant difference between the 2 arms. On the level of the CEC, we noted a significant increase of the efflux through the SR-BI pathway and a increase via the ABCA1 pathway in the DAL arm after 1 year of treatment. Conclusion: After one year of treatment with dalcetrapib, one can note a rise of HDL-C, rather neutral results on the level of the NMR lipoprofile and a modest increased efflux capacity but too low to affect the value of cIMT in the tested samples.

Les effets bénéfiques des lipoprotéines de haute densité (HDL) contre l'athérosclérose ont été attribués, en grande partie, à leur composante protéique majeure, l'apolipoprotéine A-I (apoA-I). Cependant, il y a des indications que l'apoA-I peut être dégradée par des protéases localisées dans les plaques athérosclérotiques humaines, ce qui pourrait réduire l'efficacité des thérapies basées sur les HDL sous certaines conditions. Nous décrivons ici le développement et l'utilisation d'une nouvelle sonde bioactivatable fluorescente dans le proche infrarouge, apoA-I-Cy5.5, pour l'évaluation des activités protéolytiques spécifiques qui dégradent l'apoA-I in vitro, in vivo et ex vivo. La fluorescence basale de la sonde est inhibée par la saturation du fluorophore Cy5.5 sur la protéine apoA-I, et la fluorescence émise par le Cy5.5 (proche infrarouge) est révélée après clivage de la sonde. La protéolyse in vitro de l'apoA-I par des protéases a montré une augmentation de la fluorescence allant jusqu'à 11 fois (n=5, P ≤ 0.05). En utilisant notre nouvelle sonde apoA-I-Cy5.5 nous avons pu quantifier les activités protéolytiques d'une grande variété de protéases, incluant des sérines (chymase), des cystéines (cathepsine S), et des métalloprotéases (MMP-12). En outre, nous avons pu détecter l'activation de la sonde apoA-I-Cy5.5 sur des sections d'aorte de souris athérosclérotiques par zymographie in situ et avons observé qu'en présence d'inhibiteurs de protéases à large spectre, la sonde pourrait être protégée des activités protéolytiques des protéases (-54%, n=6, P ≤ 0,001). L'infusion in vivo de la sonde apoA-I-Cy5.5 dans les souris athérosclérotiques (Ldlr -/--Tg (apoB humaine)) a résulté en utilisant un système d'imagerie moléculaire combinant la fluorescence moléculaire tomographique et la résonance magnétique,en un signal de fluorescence dans l'aorte plus important que celui dans les aortes des souris de type sauvage C57Bl/6J (CTL). Les mesures in vivo ont été confirmées par l'imagerie ex vivo de l'aorte qui a indiqué une augmentation de 5 fois du signal fluorescent dans l'aorte des souris ATX (n=5) par rapport à l'aorte des souris (n=3) CTL (P ≤ 0,05). L'utilisation de cette sonde pourrait conduire à une meilleure compréhension des mécanismes moléculaires qui sous-tendent le développement et la progression de l'athérosclérose et l'amélioration des stratégies thérapeutiques à base de HDL., The beneficial effects of high-density lipoprotein (HDL) against atherosclerosis have been largely attributed to its major protein component, the apolipoprotein A-I (apoA-I). However, there are indications that apoA-I can be degraded by proteases localized in human atherosclerotic plaques, which could reduce the effectiveness of HDL-based therapies under certain conditions. Here we describe the development and use of a new bioactivatable full-length near-infrared apoA-I-Cy5.5 fluorescent probe for specific assessment of proteolytic activities that degrade apoA-I in vitro, in vivo and ex vivo. The probe is quenched by saturation of Cy5.5 fluorophore on the protein, and fluorescence emitted by Cy5.5 (near-infrared) is revealed after its apoA-I cleavage. In vitro proteolysis of the apoA-I probe showed up to 11-fold increase of near-infrared fluorescence (n=5, P ≤ 0.05). We were able to quantify proteolytic activities from a wide range of proteases such as serine (chymase) and cysteine (cathepsin S) proteases and metalloproteases (MMP-12). Also, we detected activation of the apoA-I-Cy5.5 probe on aortic cryosections from Ldlr-/-;Tg(human apoB) atherosclerotic (ATX) mice using an in situ zymography assay and observed that broad-spectrum protease inhibitors protected the probe from protease activities, as shown by decreased fluorescence compared to conditions without protease inhibitors (-54%, n= 6 per group, P ≤ 0.001). In vivo, using a combined fluorescence molecular tomography-magnetic resonance imaging system, the injected probe exhibited a trend for increased fluorescence in the aorta when infused in ATX mice compared to C57BL/6J wild-type mice. Ex vivo imaging of these aortas showed a 10-fold increase of fluorescence in ATX (n=5) mice compared to CTL (n=3) mice (P ≤ 0.05). The use of this probe could lead to improved understanding of the molecular mechanisms underlying the development and progression of atherosclerosis and improved HDL-based therapeutic strategies. Keywords : Atherosclerosis, HDL, apoA-I, bioactivatable fluorescent probe, NIRF imaging, FMT, MRI, Proteases, apoA-I proteolysis.

La sténose valvulaire aortique (SVA) est la maladie des valves cardiaques la plus répandue dans les pays développés qui touche les personnes âgées. La SVA est un processus actif caractérisé par des dépôts de lipides, de l’inflammation, de la fibrose et une calcification active des feuillets qui progresse vers un épaississement et durcissement de la valve aortique et une diminution de l’aire de la valve aortique. Nous avons émis l’hypothèse que la pathogénèse de la SVA modifie progressivement l’endothélium de la valve aortique, ce qui engendre l’expression de biomarqueurs spécifiques aux tissus et à la maladie. On rapporte dans cet étude, l’utilisation de la technique de sélection in vivo par phage display d’une librairie de peptides aléatoires afin de trouver de nouveaux peptides candidats qui se lieraient à des biomarqueurs spécifiques à la valve aortique malade d’une souris. Des souris ATX (LDLr-/-;Tg(hApoB+/+)) âgées atteintes de la SVA ont été utilisées pour la sélection in vivo d’une librairie de peptides aléatoires de 7 acides aminés contraints ou linéaires. Après 4 tours de criblage, on a caractérisé 14 phages différents qui ont été séparés en 5 motifs consensus pour la librairie linéaire et 11 phages différents qui représentent 5 différents motifs consensus pour la libraire de peptides contraints. La spécificité de 4 phages candidats de la librairie linéaire et de 5 phages de la librairie contrainte a été étudiée par l’immunomarquage des peptides d’intérêt exprimés par les phages sur les coupes de tissus de la valve aortique malade par rapport aux tissus contrôles du foie, du rein, de la rate, du ventricule et du poumon. Parmi eux, 6 phages représentent des peptides candidats intéressants qui ont besoin d’être testés davantage pour évaluer leur spécificité in vivo à la valve. Bien qu’il reste encore de la validation à effectuer, les peptides candidats spécifiques trouvés peuvent représenter des agents moléculaires d’imagerie utiles ou des transporteurs dans la livraison de drogue qui ciblent la valve aortique malade., Aortic valve stenosis (AVS) is the most prevalent valvular heart disease that affects the elderly in developed country. The active disease process is characterized by lipid deposition, inflammation, fibrosis and active leaflet calcification that progress into the thickening and stiffening of the aortic valve, decreasing the aortic valve orifice. We hypothesized that the pathogenesis of AVS modifies progressively the valvular endothelium leading to the expression of tissue and disease-specific biomarkers. Here, we report the use of in vivo phage display screenings of random peptide libraries to discover new peptide candidates that target impaired aortic valves in mice. Old Ldlr-/-;hApoB+/+ mice with AVS were used for the in vivo screening of a constrained or a linear random 7 amino acids phage library. After 4 rounds of screening, we characterized 14 different phages that were separated in 5 repeated consensus motifs for the linear library and 11 different phages representing 5 different consensus motifs for the constrained library. The specificity of 4 candidate phages from the linear library and of 5 phages from the constrained library was studied by immunostaining of phages displaying the consensus peptide sequence of interest in tissue slices of aortic valve compared to control tissues from liver, kidney, ventricle, spleen and lungs. Among those, 4 phages represent interesting candidate peptides that will need to be further tested to assess their in vivo specificity to the valve. Although further validation remains to be performed, the candidate homing peptides found could represent useful molecular imaging agents or therapeutic delivery carriers to target diseased aortic valves.

Introduction : Puisque le VEGF promeut l’inflammation et la néovascularisation des plaques athérosclérotiques, il pourrait contribuer à l’athérogénèse. Cependant, les données cliniques tentant de lier le VEGF à la maladie cardiaque athérosclérotique (MCAS) sont controversées. Nous avons investigué l’association entre les niveaux de VEGF et la sévérité de la MCAS. Méthode : Nous avons effectué une étude rétrospective transversale : 56 patients présentant une MCAS stable et 112 patients avec un syndrome coronarien aigue (SCA) ont été étudiés. Nous avons investigué la relation entre la charge athérosclérotique et les niveaux sériques de VEGF en utilisant la coronarographie par analyse quantitative (QCA) et avons évalué la morphologie des plaques athérosclérotiques en utilisant l’imagerie intravasculaire ultrasonore (IVUS). Résultats : Les niveaux de VEGF étaient plus bas chez les patients avec SCA que chez ceux avec MCAS stable. On observe une corrélation positive entre les niveaux de VEGF et le fardeau de la MCAS stable mesurée par le QCA Cumulative Coronary Stenosis Score - CCSS (Pearson r= 0,423 et p = 0,001). En analyse multivariée, les niveaux sériques de VEGF demeuraient prédicteurs du CCSS (p=0,003) des patients avec une MCAS stable. Nous avons observé une corrélation positive entre les niveaux de VEGF et le volume de plaque (Spearman r = 0.381, p = 0.035) ainsi que le pourcentage de volume d’athérome (Spearman r = 0.466, p = 0.008) mesurés par IVUS. Conclusions : Notre étude suggère un usage potentiel des niveaux sérique de VEGF comme biomarqueur de MCAS., Background: The role of vascular endothelial growth factor A (VEGF) in atherogenesis remains controversial. By promoting inflammation and neovascularization of the atherosclerotic plaque, VEGF is hypothesized to partake in the development of atherosclerotic plaques. However, clinical data linking VEGF to coronary atherosclerosis have been controversial. We investigated the association between vascular endothelial growth factor (VEGF) serum levels and coronary artery disease (CAD). Methods: We performed a retrospective cross-sectional study on data collected from 56 patients that presented with stable CAD and 112 that presented with an acute coronary syndrome (ACS). We investigated the relationship between coronary atherosclerosis burden and serum VEGF concentration using Quantitative Coronary Angiography (QCA), and assessed plaque morphology with Intravascular Ultrasound (IVUS). Results: We found that stable CAD patients had significantly higher VEGF levels than patients with ACS. We observed a positive correlation between serum VEGF levels and the extent and severity of atherosclerotic disease measured by QCA Cumulative Coronary Stenosis Score (Pearson correlation coefficient of 0.423 and p=0.001). In a multivariate analysis, serum VEGF levels remained a valid predictor of QCA CCSS score (p=0.003) in patients with stable CAD, with age being the only other predictor of QCA CCSS (p=0.007). Finally, using IVUS, we observed a significant positive correlation between serum VEGF levels and plaque volume (Spearman correlation coefficient = 0.381, p=0.035) as well as percent atheroma volume (Spearman correlation coefficient = 0.466, p=0.008). Conclusion: Our findings suggest that serum VEGF could be used as a potential biomarker of atherosclerosis.

Introduction: L’utilisation clinique de biomarqueurs pour prédire la progression de la sténose valvulaire aortique (SVA) n’est pas encore validée à ce jour. Nous voulons évaluer des prédicteurs de la progression de la SVA d’étiologie dégénérative sur la valve aortique tricuspide. Méthodes: Nous avons identifié 126 cas avec SVA et ≥ 2 échocardiogrammes post-recrutement et 126 témoins appariés recrutés par la Biobanque de l’Institut de Cardiologie de Montréal. Nous avons collecté des données cliniques, échocardiographiques et génétiques de base et nous avons mesuré des biomarqueurs plasmatiques. L’évolution de la SVA a été établie par l’analyse des échocardiogrammes sériés et définie comme la variation moyenne par an des paramètres suivants: vitesse transvalvulaire aortique maximale, gradient transvalvulaire aortique moyen (GTAM), aire valvulaire aortique et aire valvulaire aortique indexée. Nous avons évalué l’association des données cliniques/échocardiographiques/génétiques (polymorphisme LPA rs10455872) avec la progression de la SVA et des biomarqueurs plasmatiques avec la présence et la progression de la SVA. Résultats: La durée moyenne de suivi a été de 2,4 ans. Selon des analyses multivariées concernant les données cliniques/échocardiographiques/LPA rs10455872, une fréquence cardiaque plus élevée (pour les patients plus agés et les hommes), le diabète (pour les hommes), et un plus grand GTAM au premier échocardiogramme sont associés à une évolution plus rapide de la SVA. La présence de régurgitation aortique au premier échocardiogramme est associée à une évolution plus lente de la SVA. L’analyse des biomarqueurs plasmatiques versus la présence et la progression de la SVA est en cours. Conclusion: Nos résultats indiquent que une fréquence cardiaque plus élevée, le diabète, et un plus grand GTAM au premier échocardiogramme sont associés avec une progression plus rapide de la SVA. Les résultats de cette étude pourraient contribuer à une approche plus personnalisée du suivi et du traitement de la SVA., Introduction: The clinical use of biomarkers to predict the progression of aortic valve stenosis (AVS) is not yet validated. We want to evaluate potential predictors of the progression of degenerative AVS on tricuspid valve. Methods: We identified 126 cases with AVS and ≥ 2 echocardiograms post-recruitment and 126 paired controls recruited by the Montreal Heart Institute’s Biobank. We collected clinical, echocardiographic and genetic base data and measured plasma biomarkers. The AVS evolution was established by the analysis of the serial echocardiograms and defined as the mean variation per year of the following parameters: maximal aortic transvalvular velocity, mean aortic transvalvular gradient (MATG), aortic valve area and indexed aortic valve area. We evaluated the association of clinical, echocardiographic and genetic (LPA rs10455872 polymorphism) data with the AVS progression and plasma biomarkers with the AVS presence and progression. Results: The mean follow-up was 2.4 years. According to multivariate analysis concerning the clinical/echocardiographic/ LPA rs10455872 data, a higher heart rate (for older patients and males), diabetes mellitus (for males) and a greater MATG in the first echocardiogram are associated to a faster AVS evolution. The presence of aortic regurgitation in the first echocardiogram is associated to a slower AVS evolution. The analysis of plasma biomarkers versus the AVS presence and progression is ongoing. Conclusion: Our results indicate that a higher heart rate, diabetes mellitus, and a greater MATG are associated with faster AVS progression. The results of this study should contribute to a more personalized approach of the AVS follow-up and treatment.

De nouveaux modèles cellulaires in vitro par transfert de milieu et par coculture ont été mis au point afin d’évaluer la capacité des HDL à éliminer l’excès de cholestérol des tissus périphériques et de le transporter vers le foie afin d’être excrété par le foie, un processus nommé le transport inverse du cholestérol (TIC). Le système cellulaire par transfert in vitro où des macrophages J774 sont gorgés de LDL acétylées et marqués au 3H-cholestérol a été préalablement établi afin de mesurer par scintillation l’efflux de cholestérol marqué vers le milieu de culture contenant des accepteurs de cholestérol. Ce milieu conditionné est transféré sur des cellules HepG2 afin d’étudier l’influx du cholestérol marqué. Ce dernier nous permet d’observer un transport de cholestérol de 25 % hors des J774 et un transport de 39 000 cpm dans les HepG2 en utilisant un milieu contenant 2 % de sérums humains mis en commun. Une stimulation des cellules J774 par l’AMPc augmente l’efflux et l’influx d’environ 45 %. Des tests de preuve de concept ont été effectués sur le système cellulaire par co-culture qui utilise des chambres de Boyden où les J774 sont localisées au fond d’un puits et les HepG2 dans un insert, et où le milieu est partagé entre les deux types cellulaires. On a déterminé qu’une confluence densité de 60 000 cellules/cm2 sur un insert constitué d’une membrane de polyester avec des pores de 3,0 μm, sans autre revêtement, permet d’observer un influx spécifique au sérum d’environ 6 000 cpm associés aux cellules HepG2, où 50 % des comptes radioactifs sont dans les cellules et l’autre moitié présente à la surface cellulaire., To assess the ability of HDL particles to remove excess cholesterol from peripheral tissues and to transport it toward the liver for biliary excretion, a process known as reverse cholesterol transport (RCT), new in vitro models, one by transfer and the other by co-culture were developed. An in vitro system by transfer with acetylated LDL loaded lipid-laden-foam cells, J774 cells, labeled with 3H-cholesterol was first established to measure scintillation labelled cholesterol efflux to the culture medium containing cholesterol acceptors. This conditioned medium is transferred to HepG2 cells to study the influx of labeled cholesterol. This allows us to observe a cholesterol transport of 25 % out of J774 cells and an uptake of 39 000 cpm in HepG2 using a medium containing 2 % pooled human serum. Stimulation of J774 cells by cAMP increased cholesterol efflux from J774 and cholesterol influx in HepG2 cells by 45 %. Set up tests were conducted to develop an in vitro co-culture system, using transwells permeable supports, where J774 cells were harvested in wells and HepG2 cells in inserts, and where both share the same medium. It was determined that a cell confluency of 60 000 cells/cm2 in an insert having a polyester membrane with pores of 3.0 μm, without coating allows to notice a serum specific influx around 6 000 cpm associated to HepG2, where 50 % of those cpm are in the cell and the other half, present at the HepG2 cell surface.

La sténose valvulaire aortique (SVA) est une valvulopathie résultant en l'ouverture incomplète de la valve aortique. La calcification des feuillets associée au vieillissement est la cause la plus importante de la SVA. Sa pathogénèse implique des dépôts de lipoprotéines, de l'inflammation et de la calcification des feuillets. Notre étude vise à identifier les gènes associés à une prédisposition à la SVA afin de mieux comprendre les mécanismes sous-jacents à cette maladie et potentiellement identifier de nouvelles cibles thérapeutiques. Pour ce faire, nous avons recruté 190 patients avec SVA dégénérative et 192 témoins, appariés pour l'âge et le sexe, puis effectué une étude d’association par gènes candidats en utilisant des marqueurs génétiques polymorphiques (SNP). Les gènes candidats choisis incluent (1) ceux dont les polymorphismes ont été présumés associés à la SVA dans des études antérieures (APOB, APOE, ESR1, PTH et VDR) (2) des gènes dont les polymorphismes ont été significativement associés et validés pour quelques maladies inflammatoires (IL-10, TNFAIP3) ou pour le métabolisme lipidique (PCSK9, LDLR) dans des études d’association pangénomiques, et (3) des gènes impliqués dans la pathogénie de la SVA à partir d’études faites sur des modèles animaux en lien avec la calcification (BMP2, CCR5, CTGF, LRP5, MSX2, WNT3), le remodelage tissulaire (CTSS, MMP9) ou le métabolisme lipidique (SMPD1). Pour les gènes des groupes (1) et (2), nous avons utilisé les SNPs rapportés dans la littérature comme étant significativement associés. Pour le groupe (3), nous avons effectué une approche par «tagSNP» qui consiste à sélectionner un groupe de SNP capturant la variabilité génétique dans la région ciblée. Au total, 81 SNPs dans 18 gènes ont été testés. Nous avons trouvé une association nominale avec les gènes BMP2 (OR = 1.55, IC95%: 1.14-2.10, p = 0.004) et LRP5 (OR = 1.47, IC95%: 1.06-2.03, p = 0.023) après ajustement pour la maladie coronarienne. Les gènes BMP2 et LRP5, impliqués dans la calcification selon certains modèles expérimentaux, sont donc associés à la SVA. Ce travail devrait être validé dans une cohorte indépendante plus large dans un avenir rapproché et il pourrait être étendu à d’autres gènes., Aortic valve stenosis (AVS) is a valvular heart disease caused by calcification leading to incomplete opening of the aortic valve. Calcification of valve leaflets associated with aging is the most common cause of AVS. AVS pathogenesis involves lipoprotein deposits, chronic inflammation and calcification of the aortic valve leaflets. Our study aims to identify genes associated with AVS in order to better understand its mechanisms and potentially identify new therapeutic targets. We recruited 190 cases with AVS of different severity and 192 controls matched for age and sex. Then we conducted a candidate gene association study using single nucleotide polymorphisms (SNPs). The candidate genes selected include: (1) those with polymorphisms putatively implicated in previous genetic association studies of AVS (APOB, APOE, ESR1, PTH and VDR); (2) those with validated associations to inflammatory diseases (IL-10, TNFAIP3) or lipid metabolism (LDLR ,PCSK9) in genome-wide association studies and, (3) genes impliated in AVS pathogenesis from studies with animal models and thought to be involved in calcification (BMP2, CCR5, CTGF, LRP5, MXS2, WNT3); tissue remodeling (CTSS, MMP9) or lipid metabolism (SMPD1). For the first two categories of genes, we tested the SNPs reported to be associated in the literature and, in the third category we used a tag-SNP approach which consists of selecting a subset of SNPs to capture variability in the target region. Finally, 81 SNPs in 18 genes were tested. We found a nominal association of BMP2 (OR=1.55, CI: 1.14 – 2.10, p=0.004) and LRP5 (OR=1.47, CI: 1.06 – 2.03, p=0.023) with presence of AVS after adjustment for coronary heart disease. The genes BMP2 and LRP5, which are known to be involved in calcification based on animal models, are associated with AVS. The result of the current study should be validated in a larger independent cohort in the near future and then, it could also be extended to the study of other genes.

La sténose valvulaire aortique (SVA) est une pathologie associée au vieillissement et aux facteurs de risque cardiovasculaire. Afin d’étudier la SVA et d’explorer de nouvelles thérapies, plusieurs modèles animaux ont été récemment développés, mais la plupart de ces modèles ciblent les mécanismes de développement de la SVA reliés à l’hypercholestérolémie. Le syndrome de Werner (WS) est une maladie caractérisée par un vieillissement prématuré. Récemment, il a été découvert que des souris mutantes ayant une délétion du domaine hélicase du gène Werner, responsable du WS, démontraient un profile hémodynamique typique de la SVA. De ce fait, nous avons émis l’hypothèse que ces souris pourraient développer une SVA plus rapidement que des souris de type sauvage. Nous avons donc étudié les effets cette mutation chez des souris WrnΔhel/Δhel, en comparant le taux de progression d’une SVA entre des souris WrnΔhel/Δhel (WrnΔhel) et des souris de type sauvage comme groupe contrôle. À la suite d’une diète riche en sucre et en gras sur une période de 24 semaines, les souris WrnΔhel ont démontré une diminution plus prononcée de leur aire de valve aortique (mesures échocardiographiques) que les souris contrôles, supportée par les analyses histologiques concernant la fibrose des valves aortiques. Les souris n’ont toutefois développé aucun signe évident d’athérosclérose comme l’infiltration de lipides ou l’inflammation, bien que certaines caractéristiques liées à la dysfonction endothéliale semblent être augmentées chez les souris WrnΔhel. D’autres mesures échocardiographiques indiquant une SVA, comme une hypertrophie du ventricule gauche dans le groupe WrnΔhel, ont été obtenues. Nous avons aussi observé des indices de vieillissement plus marqués quant aux analyses sanguines et de la moelle osseuse des souris WrnΔhel en comparaison avec les souris contrôles. Par conséquent, ce modèle expérimental de vieillissement pourrait être utilisé pour les études futures sur la SVA sans les principaux effets athérogéniques des autres modèles expérimentaux., Aortic valve stenosis (AVS) is associated with aging and classical cardiovascular risk factors. Different animal models were recently developed to study AVS and explore new therapies, however, most of these models rely almost exclusively on hypercholesterolemia-related mechanisms for AVS development. Werner syndrome (WS) is a disorder characterized by premature aging. It was recently demonstrated that mutant mice with a deletion of the helicase domain of the Werner gene, the gene responsible for WS, showed hemodynamic profile typical of AVS. We therefore hypothesized that mice with the WrnΔhel deletion could develop AVS earlier than wild-type (WT) mice. We studied the effect of the WrnΔhel mutation by comparing the rate of progression of AVS in homozygous mutant versus WT mice. By twenty-four weeks on a high-fat/high-carbohydrate diet, WrnΔhel/Δhel (WrnΔhel) mice showed a stronger decrease of the aortic valve area measured by serial echocardiography than WT mice, supported by histological analyses of valve fibrosis but without developing major signs of atherosclerosis such as lipid infiltration or increased inflammation. Some features linked to endothelial dysfunction also appeared to be increased in WrnΔhel mice. Other echocardiographic measurements were typical of AVS, such as left ventricle hypertrophy in the WrnΔhel group. We also observed stronger aging properties from WrnΔhel mice bone marrow and blood analyses compared to the WT group. Consequently, this experimental aging model could be used for AVS research without the major confounding atherogenic effects of other experimental models.

L’adiponectine, une adipokine aux niveaux plasmatiques inversement associés aux composantes du syndrome métabolique, protège contre l’athérosclérose et réduit les risques d’infarctus du myocarde. Les cellules progénitrices endothéliales (EPCs) jouent un rôle dans la réparation vasculaire et leur nombre est réduit chez les patients atteints de maladies cardiovasculaires. Nous croyons que les effets de l’adiponectine peuvent s’expliquer entre autres via ses interactions avec les EPCs. Trois sous-population d’EPCs, isolées du sang de donneurs sains, ont été caractérisées par immunophénotypage par cytométrie en flux. L’expression des récepteurs de l’adiponectine, AdipoR1, AdipoR2 et H-cadherin par les EPCs et les cellules endothéliales a été évaluée par qPCR. Les effets de l’adiponectine sur la migration et l’apoptose des EPCs et sur l’apoptose des HUVECs ont été étudiés. L’expression de l’élastase des neutrophiles par les EPCs et son activité ont été testées. Les résultats de qPCR montrent que l’AdipoR1 est plus fortement exprimé que l’AdipoR2 alors qu’H-cadhérine n’est pas détectable dans les EPCs. Les EPCs précoces expriment aussi l’élastase. L’expression d’AdipoR1 a été confirmée par immunobuvardage. L’adiponectine augmente de façon significative la survie de deux sous-populations d’EPCs, mais pas celle des HUVECs, en condition de privation de sérum. L’activité de l’élastase a été confirmée dans le milieu conditionné par les EPCs. Les EPCs expriment les récepteurs de l’adiponectine et l’élastase. L’adiponectine protège les EPCs contre l’apoptose et pourrait augmenter leur capacité de réparation vasculaire. L’activité élastase des EPCs pourrait moduler localement l’activité de l’adiponectine par la génération de sa forme globulaire., Adiponectin, an adipokine whose plasma levels are inversely correlated to metabolic syndrome components, protects against atherosclerosis and reduces myocardium infarction-associated risks. Endothelial progenitor cells (EPCs) are involved in vascular repair and their number is reduced in patients with cardiovascular disease. We hypothesized that positive effects of adiponectin against atherosclerosis are explained in part by its interaction with EPCs. EPCs were obtained from healthy volunteers’ venous blood by mononuclear cell isolation and plating on collagen-coated dishes. Three subpopulations of EPCs were characterized by flow cytometry immunophenotyping. Expression of adiponectin receptors, AdipoR1, AdipoR2 and H-cadherin was evaluated by qPCR in EPCs and endothelial cells. Effects of recombinant adiponectin on apoptosis of EPCs and HUVECs were assessed. Expression of neutrophil elastase by EPCs and enzymatic activity on adiponectin processing were assessed. Quantitative PCR of EPCs and HUVECs mRNA showed a higher expression of AdipoR1 compared to AdipoR2 and no expression of H-cadherin in EPCs. Expression of AdipoR1 in EPCs was confirmed by Western Blot. We demonstrated that early EPCs express neutrophil elastase. Adiponectin significantly increased survival of two subpopulations of EPCs in condition of serum deprivation but had no effects on HUVECs. Neutrophil elastase activity was confirmed in EPCs conditioned media. Adiponectin protects some EPCs subpopulations against apoptosis and therefore could modulate their involvement in vascular repair. Neutrophil elastase activity of EPCs could locally modify adiponectin activity by its ability to generate the globular form of adiponectin.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.