107 - Santé circulatoire et respiratoire

L’élaboration de greffons vasculaires synthétiques pour le remplacement d’artères de faible diamètre est au centre de nombreuses études en bioingénierie. Une étude préalable a permis la conception d’un nouveau greffon vasculaire fait de fibres non tissées de polyéthylène téréphtalate (PET), dont les propriétés biomécaniques sont très proches de celles de vaisseaux natifs. Munies de groupements fonctionnels, ces structures pourraient relever les défis associés à la thrombogénicité et biocompatibilité des greffons, via le greffage de biomolécules. Deux polymères aminés (polyvinylamine et polyallylamine) ont été utilisés en tant qu’agents d’aminolyse, dans le but de recouvrir de groupements amines la surface des structures de PET, tout en conservant leurs propriétés mécaniques originelles. Un intérêt particulier a été porté sur la méthode de caractérisation de la quantité d’amines disponibles en surface, se devant d'être fiable et spécifique. Cette dernière fut associée à des essais de traction pour une caractérisation mécanico-chimique complète des structures modifiées. Les conditions de traitement ont été optimisées pour limiter l’hydrolyse du PET dans le milieu réactionnel alcalin, réaction parasite pouvant altérer les propriétés mécaniques des structures. Le potentiel du greffage d’un polymère aminé pour la fonctionnalisation du PET a alors été évalué en comparaison au traitement couramment utilisé dans ce contexte : l’aminolyse par l’éthylènediamine.

Les endoprothèses vasculaires représentent plus du tiers des traitements prescrits pour les maladies artérielles occlusives, et leur biofonctionnalisation par immobilisation de facteurs de croissance est très prometteuse afin de promouvoir une meilleure biocompatibilité. Dans ce contexte, une méthode novatrice est proposée pour la capture orientée de protéines biologiquement actives au moyen d’interactions peptidiques dites coiled-coil.

L’étude présentée rapporte la production d’une protéine recombinante obtenue par étiquetage du facteur de croissance endothélial vasculaire 165 (VEGF) avec un coil E à son extrémité N-terminale. L’étiquette en question a été précédemment employée, avec succès, pour immobiliser le facteur de croissance épidermique sur une grande variété de substrats.

Une analyse par gels SDS-PAGE a démontré la production de la protéine de fusion dans des cellules mammifères et sa purification par chromatographie d’affinité. La capacité de cette protéine chimère (Ecoil-VEGF) à être immobilisée par interaction coiled-coil a été confirmée au moyen d’un test biophysique basé sur l’utilisation d’un biocapteur SPR. Les résultats obtenus démontrent également que Ecoil-VEGF est capable de reconnaître et d’interagir avec les domaines extracellulaires de ses récepteurs. Enfin, la protéine a démontré une activité biologique en solution similaire à celle de VEGF natif, et a été capable de promouvoir la survie de cellules endothéliales lorsqu’immobilisée.

L’atteinte glomérulaire dans la néphropathie diabétique est bien connue et étudiée. Par contre, l’atteinte tubulo-interstitielle (TI) est moins caractérisée. L’apoptose des cellules des tubules proximaux (RPTC) est un élément initiateur crucial de l’atteinte TI. L’expression de Bcl-2 modifying factor (Bmf) a été identifiée par puce à ADN dans les RPTC de souris diabétiques. Bmf est une protéine proapoptotique à un seul domaine BH3, qui stimule l’apoptose en séquestrant la protéine pro-survie Bcl-2. La présente étude vise à déterminer si l’expression de Bmf est modulée par TGF-β1 in vitro et à localiser l’expression de Bmf dans les reins de patients diabétiques. Des RPTC de rat ont été mise en culture dans des conditions de glucose normal (5 mM) ou élevé (25 mM) en présence ou en absence de la forme active du TGF-β1 humain, d’un ARNi pour TGF-β1 ou Bmf. Ces études ont démontré que l’expression de l’ARNm de Bmf dans les RPTC était stimulée par TGF-β1 et inhibée par le ARNi de TGF-β1. De plus, un ARNi spécifique pour Bmf semble atténuer l’apoptose induite par le glucose dans les RPTC. Les études immunohistochimiques ont montré une augmentation de l’expression de Bmf qui est colocalisée avec l’apoptose chez les patients diabétiques comparée aux patients non-diabétiques. Nos résultats démontrent que TGF-β1 régule positivement l’expression de Bmf, qui induit l’apoptose à son tour. Bmf pourrait donc être impliqué dans l’apoptose des RPTC et dans l’atrophie tubulaire.

L’insuffisance cardiaque (IC) est une maladie chronique et évolutive qui mène à des hospitalisations répétées. Ces dernières peuvent être diminuées avec une meilleure pratique du plan thérapeutique (auto-soins). L’amélioration de la pratique des auto-soins est favorisée par le soutien à l’autonomie des patients qui s’exerce souvent et par un aidant principal.

L’étude proposée, vise à augmenter la pratique des auto-soins généraux et ceux propres à l’IC par des patients atteints de cette maladie en prodiguant une intervention infirmière de soutien à l’autonomie basée sur la théorie de l’auto-détermination (TAD).

L’étude pilote, en cours d'analyse de résultats, est un devis randomisé à 2 groupes (n = 15 par groupe), elle se fait auprès de patients atteints d’IC hospitalisés à l’Institut de Cardiologie de Montréal et leur aidant principal. Dans le groupe expérimental, deux entretiens sont effectués en personne à l’hôpital et trois par téléphone. L’intervention vise à favoriser l’auto prise en charge du patient et à fournir des moyens à l’aidant principal pour qu’il favorise un contexte d’autonomie dans la pratique des auto-soins. L' intervention rejoint les concepts de la TAD: l’autonomie, la compétence perçue et l’affiliation qui favoriseraient la motivation des patients pour la pratique de leurs auto-soins.

L’inclusion d’un proche est novatrice et aidera à déterminer la pertinence de proposer une nouvelle pratique auprès de cette clientèle.

Le préconditionnement ischémique (PCI) est une modalité de préservation cardiaque qui se définit par de courtes périodes d’ischémies permettant d’augmenter la tolérance du myocarde à une ischémie ultérieure. Un moyen non invasif pour initier le PCI provient du warm-up phenomenon chez les patients coronariens qui est observé lorsque l’angine provoquée par un effort est atténuée suite à une courte période de repos avant d’entreprendre le même effort à même ou plus grande intensité.

Les bases de données électroniques suivantes ont été interrogé : Pubmed, Embase, Web of sciences et CINAHL jusqu’au mois de janvier 2011. Les mots clés utilisés étaient: ischemic preconditionning, warm-up phenomenon et exercise.

218 études ont été répertoriées par le questionnement des bases de données et 32 études (1033 patients) étaient éligibles pour l’analyse statistique. Le temps que les patients prennent pour se rendre à 1 mm STD est augmenté : SMD 0,77(0,56-0,98), p< 0.0001; le double- produit augmente: SMD : 0,61 (0,36-0,86) p< 0001; déviation maximale du segment ST a diminué : SMD -0,82 (-1.08- -0,56) p< 0001.

Cette revue systématique et méta analyse est la première démontrant l’amélioration globale des paramètres électriques et cliniques du PCI induit par l’effort chez les patients coronariens. Le PCI induit par un test d’effort pourrait être un bénéfice majeur pour les patients coronariens qui entreprennent un programme de réadaptation.

Le fonctionnement des muscles respiratoires (MR) est dépendant du niveau de la lésion à la moelle épinière. Le but de cette étude est de déterminer la consommation en oxygène (VO_2MR) durant une épreuve respiratoire chez les BM. Un groupe de 5 participants tétraplégiques (C4-C7) et un groupe témoin (GT) de 10 participants ont été recrutés pour effectuer une épreuve respiratoire à l’aide d’une valve Hans-Rudolph modifiée. Avant l’épreuve, la pression inspiratoire et expiratoire maximales (PImax et PEmax) ont été mesurées. Durant le test progressif, la pression inspiratoire à la bouche (Pi_B) augmentait à chaque palier de deux minutes. La progression des charges étaient de 0g, 50g, 100g et 200g (~ 20cmH₂O). La fréquence respiratoire était imposée à 12 respirations par minute. Le %PImax (%Pi_B / PImax) et la VO_2RM (moyenne±écart-type) à 200g étaient de 28±13 et 21±10% (p=0.34, P=0.151) et de 342±48 et 404±66 ml*min^-1 (p=0.06, P=0.474) pour BM et GT, respectivement. Dans les deux groupes, la VO_2RM augmente linéairement en fonction du %PImax (BM, r=0.98, p=0.001 et GT, r=0.98, p=0.001) et a tendance à être plus faible chez les participants BM que ceux des participants GT ( intersection y, 269±6.9 et 312±8.6 ml*min^-1, et la pente, 2.5±0.4 et 4.3±0.6 ml*min^‑1*%PImax^‑1, respectivement). En conclusion, il semble qu'un test progressif de deux minutes permet de déterminer la progression de la VO_2RM et pourrait servir d'évaluation respiratoire dans le cadre d'un programme de réadaptation.

Lors d’une infection virale respiratoire, les cellules épithéliales aériennes (AEC) constituent la première barrière physique de défense de l’organisme, mais elles participent également à la réponse immunitaire innée par la production de cytokines proinflammatoires, comme le TNFα, et antivirales, dont les interférons (IFN) de type I. Ces cytokines permettent la mise en place d’un état réfractaire de la cellule infectée et avoisinante face à l’agent infectieux et le recrutement des cellules immunitaires. Le Virus Respiratoire Syncytial (RSV) est un des grands enjeux de santé publique car il est l’agent étiologique majeur des infections respiratoires chez les jeunes enfants. Aucun traitement efficace ou vaccin n’est disponible. Les données de la littérature démontrent que RSV a développé des stratégies d’évasion lui permettant de contourner les défenses immunitaires de la cellule via ses protéines non-structurales, NS1 et NS2. Nous avons démontré l’existence d’une nouvelle voie antivirale qui résulte de la coopération des cytokines IFNb et TNFa. Nous avons observé que cette voie est également la cible de mécanisme d’évasion médiés par des protéines de RSV. Notre étude vise à identifier les mécanismes moléculaires qui permettent à RSV de bloquer les différentes voies d’activation de la réponse immunitaire innée dans les AEC et de se propager. L’identification de ces mécanismes est essentielle afin de pouvoir identifier de nouvelles cibles thérapeutiques.

Levirus respiratoire syncytial (RSV) est l’agent viral causant le plus d’affections respiratoires pédiatriques au monde. Aucun vaccin ni traitement efficace abordable n’est actuellement disponible. Suite à l’infection par RSV, les cellules épithéliales des voies aériennes (AEC) sont responsables de la première ligne de défense par l’expression de cytokines et chimiokines proinflammatoires et antivirales dont les interférons (IFNs) de type I, qui induisent l’expression des gènes codant pour des protéines antivirales. Sequestosome1/p62 est une protéine d’échafaudage impliquée dans de multiples fonctions, notamment dans la dégradation de bactéries pathogènes par le mécanisme d’autophagie. Jusqu’ici le rôle de p62 dans la réponse d’immunitaire innée dans le contexte d’infection virale n’était pas connu. Notre objectif était d’étudier le rôle de p62 dans la régulation de la réponse immunité innée suite à une infection des AEC par RSV. Nous avons étudié la localisation de p62 lors de l’infection et l’effet de l’inhibition de p62 sur la réplication du RSV et sur l’activation des facteurs de transcription qui régulent les IFNs. Nos résultats suggèrent que p62 colocalise avec des protéines virales et est essentielle pour limiter la multiplication du RSV, probablement par son action sur le facteur de transcription NF-kB. Nos résultats révèlent pour la première fois un rôle clé de p62 dans la réponse immunitaire innée permettant le contrôle de RSV dans les AEC.

L’absence de fonction du canal transmembranaire CFTR se traduit dans les poumons de personnes atteintes de la fibrose kystique (FK), par une infection bactérienne chronique et une inflammation hors de contrôle qui mèneront à la perte de la fonction pulmonaire et la mort. Afin de mieux comprendre les mécanismes régissant le développement de l’inflammation, nous avons étudié le rôle des voies MAPK dans l’interaction hôte-pathogène de l’épithélium des voies respiratoires. Nous avons mis en évidence une activité accrue de la voie MAPK p38 dans les poumons de personnes atteintes de FK. Le niveau d’activation de la MAPK p38 détermine l’initiation de la réponse immunitaire innée des cellules épithéliales exposées à différentes formes de P. aeruginosa. De plus, lorsque les cellules épithéliales des voies aériennes d’un patient FK sont exposées à P. aeruginosa, il y a une hyper-activation des voies MAPK ERK et p38a, ce qui génère une augmentation de la synthèse de cytokines pro-inflammatoires et contribue aux recrutements des neutrophiles. Cette hyper-activation est le résultat d’une présence accrue de radicaux libres ambiants qui jouent le rôle de facilitateur de la signalisation intracellulaire. Nos résultats ont mis en évidence un nouveau mécanisme par lequel CFTR maintient l’homéostasie cellulaire et suggèrent que de cibler les radicaux libres comme thérapie pulmonaire puisse réduire l’inflammation excessive dans les poumons de personnes atteintes de la FK.

La fibrose kystique (FK) est la maladie génétique mortelle la plus répandue au Québec. Les mutations qui se retrouvent au niveau du gène du régulateur transmembranaire de la fibrose kystique (CFTR) cause une hypersécrétion de mucus ainsi qu’une infection chronique à Pseudomonas aeruginosa (Psa). Notre groupe a montré que la perte de CFTR amplifiait la réponse immunitaire lors de stimulation de cellules pulmonaires épithéliales par du matériel diffusible de Psa (PsaDM). Cette réponse s’observe par une hyperactivation de la voie des MAP kinases, notamment ERK1/2. Notre objectif est de déterminer les voies de signalisation impliquées dans l’activation de ERK1/2 lors de stimulations par PsaDM. La phosphorylation de ERK1/2 et la production d’IL-6 ont été mesurées dans des cellules BEAS2-B stimulées par PsaDM, en présence ou non d’un inhibiteur de Tpl-2 ou d’un ARN interférant (ARNi) contre Tpl-2. Nous avons découvert que, lors de stimulation des cellules par PsaDM, l’inhibition pharmacologique de TPL-2 bloque la phosphorylation de ERK1/2 et réduit la production d’IL-6 de 82%. L’approche à l’ARNi inhibe la phosphorylation de ERK1/2 tandis que la production d’IL-6 diminue de 60% et ce, tant au niveau basal que lors des stimulations. Nos résultats indiquent que Tpl-2 est une enzyme clé dans la voie de signalisation responsable de la réponse immunitaire lors de l’infection par Psa. L’inhibition de cette kinase pourrait efficacement diminuer l’inflammation chez les patients FK.

La fibrose kystique (FK) est une maladie systémique où les infections pulmonaires chroniques mènent à un déséquilibre de cytokines pro-inflammatoires qui favorise un recrutement excessif de neutrophiles dans le poumon. IL-33 est est un puissant inducteur de cytokines chez les mastocytes et les éosinophiles et elle favorise le chimiotactisme et la survie des neutrophiles. Cette cytokine n’est pas sécrétée d’une façon active mais elle est relarguée suite à la mort cellulaire par nécrose. Notre hypothèse est que la cytokine IL-33 agit comme médiateur de l’inflammation suite aux dommages subits par l’épithélium pulmonaire lors d’infections bactériennes dans la fibrose kystique.

Des études d’immuno-histo-chimie réalisées par notre équipe montrent une augmentation d’IL-33 nucléaire dans les cellules épithéliales des explants de poumons atteints de FK. Nos résultats montrent également que les cellules FK répondent à la présence de filtrats de Pseudomonas aeruginosa (PsaDM) avec une régulation à la hausse de l’ARNm d’IL-33, menant à l’accumulation intranucléaire d’IL-33 suite à une infection aigue. Par ailleurs, les cellules FK sont plus susceptibles à la mort cellulaire comparées à des cellules n’exprimant pas la mutation CFTR∆F508, tel que mesuré par cytométrie de flux. Ces résultats suggèrent qu’IL-33 pourrait constituer un régulateur important de la réponse inflammatoire de l’épithélium pulmonaire suite aux dommages cellulaires occasionnés par la maladie.

Les lésions épithéliales et le remodelage sont des composantes importantes dans la progression de la pathologie dela Fibrosekystique (FK) due à des mutations du canal CFTR. Nos analyses histologiques de tissus bronchiques de patients FK ont révélé plusieurs anormalités ultrastructurales, telles que la desquamation épithéliale et le remodelage tissulaire. Malgré la présence de régions en processus de régénération, les mécanismes de réparation semblent insuffisants pour le maintien de l’intégrité épithéliale des voies aériennes FK. Notre objectif était alors d’étudier le rôle de CFTR dans les processus de réparation épithéliale. Nos expériences ont montré que les cellules primaires des voies aériennes FK se réparaient plus lentement que les cellules de sujets sains. De plus, nous avons démontré que lorsque nous inhibions ou que dirigions des siRNA contre le CFTR, la réparation épithéliale de cellules primaires humaines non-FK était significativement diminuée. De façon intéressante, nous avons observé que la transduction de CFTR sauvage dans des cellules en lignée FK ainsi que la maturation de CFTR avec un correcteur appelé VRT325 dans les cellules primaires humaines bronchiques FK améliorent la réparation. En conclusion, nos résultats démontrent qu’un CFTR fonctionnel joue un rôle critique dans la réparation et que la correction du CFTR pourrait représenter une nouvelle stratégie thérapeutique pour améliorer les processus de réparation épithéliale chez les patients FK.

Le canal épithélial sodique (ENaC) est essentiel à la résolution de l'œdème pulmonaire. L’étude de sa modulation par différents stress permet de mieux comprendre sa régulation lors de pathologies pulmonaires. Nous avons étudié la régulation de l’expression de l’ARNm αENaC par la cycloheximide (Chx) et les lipopolysaccharides (LPS). La dégradation de l’ARNm par la Chx (1.0µM) est similaire à celle induite par les LPS (15µg/mL). Une inhibition individuelle de ERK (PD98059) ou de P38 (SB203580) est suffisante pour bloquer les effets de la Chx. Par contre, l'inhibition conjointe de ces voies est requise pour inhiber les effets des LPS. De plus, une activation soutenue de ERK et P38 sur immunoblot après 15min est observée pour la Chx, tandis qu’elle n’est que transitoire pour les LPS. Les LPS diminuent de 60% l’activité du promoteur αENaC, transfecté dans les cellules épithéliales alvéolaires. Par contre, l'inhibition de la transcription (Actinomycine D) bloque l'effet de la Chx, alors qu’elle n’a aucun effet sur l’activité du promoteur. Ainsi, la Chx et les LPS diminuent l’expression de l’ARNm αENaC selon une cinétique semblable via les voies ERK et P38, mais par des mécanismes moléculaires différents. Les LPS inhibent le promoteur, alors que la Chx semble affecter la stabilité du messager au moyen de l’activation d’autres gènes ou de miARN. Ces résultats suggèrent que la modulation de l’ARNm αENaC est complexe et implique des mécanismes spécifiques à l'insulte cellulaire.

Plusieurs pathologies inflammatoires pulmonaires comme le syndrome de détresse respiratoire aigu (SDRA) sont caractérisées par des lésions et un remodelage de l’épithélium alvéolaire. Une meilleure compréhension de la régénération alvéolaire est donc nécessaire afin de développer de nouvelles stratégies pour restaurer l’intégrité de l’épithélium. De récentes études ont montré que les canaux potassiques (KCh) participaient aux phénomènes de prolifération et de migration, indispensables à la réparation tissulaire. Nous avons donc postulé que les KCh pouvaient jouer un rôle dans la réparation du tissu alvéolaire.

A l’aide d’un modèle de blessure in vitro, nous avons montré que l’inhibition pharmacologique (glibenclamide et clofilium) et l’extinction moléculaire (siRNA) des canaux K_ATP et KvLQT1 diminuaient le taux de réparation et la vitesse de migration de cellules alvéolaires (lignée A549 et cellules primaires). A l’opposé, des activateurs de ces canaux (pinacidil et RL-3) augmentent significativement le taux de réparation. En parallèle, nous avons montré que le clofilium inhibait, de manière dépendante de la dose la prolifération de cellules alvéolaires en provoquant une accumulation des cellules en phase G0/G1 du cycle cellulaire.

En conclusion, nous avons montré que les canaux KvLQT1 et K_ATP sont impliqués dans les processus de réparation du tissu épithélial alvéolaire et qu’ils pourraient être utilisés comme de nouvelles cibles pour la résolution du SDRA.