Increased health care utilization and increased antiretroviral use in HIV-infected individuals with mental health disorders

Objectives The aims of the study were to describe the prevalence and associations of mental health disorder (MHD) among a cohort of HIV-infected patients attending the Victorian HIV/AIDS Service between 1984 and 2000, and to examine whether antiretroviral therapy use or mortality was influenced by MHD (defined as a record of service provision by psychiatric services on the Victorian Psychiatric Case Register). It was hypothesized that HIV-positive individuals with MHD would have poorer treatment outcomes, reduced responses to highly active antiretroviral therapy (HAART) and increased mortality compared with those without MHD. Methods This is a retrospective cohort of 2981 individuals (73% of the Victorian population diagnosed with HIV infection) captured on an HIV database which was electronically matched with the public Victorian Psychiatric Case Register (VPCR) (accounting for 95% of public system psychiatry service provision). The prevalence, dates and recorded specifics of mental health disorders at the time of the electronic match on 1 June 2000 are described. The association with recorded MHD, gender, age, AIDS illness, HIV exposure category, duration and type of antiviral therapy, treatment era (prior to 1986, post-1987 and pre-HAART, and post-HAART) on hospitalization and mortality at 1 September 2001 was assessed. Results Five hundred and twenty-five individuals (17.6% of the Victorian HIV-positive population) were recorded with MHD, most frequently coded as attributable to substance dependence/abuse or affective disorder. MHD was diagnosed prior to HIV in 33% and, of those diagnosed after HIV, 93.8% were recorded more than 1 year after the HIV diagnosis. Schizophrenia was recorded in 6% of the population with MHD. Hospitalizations for both psychiatric and nonpsychiatric illness were more frequent in those with MHD (relative risk 5.4; 95% confidence interval 3.7, 8.2). The total number of antiretrovirals used (median 6.4 agents vs 5.5 agents) was greater in those with MHD. When adjusted for antiretroviral treatment era, HIV exposure category, CD4 cell count and antiretroviral therapy, survival was not affected by MHD. Conclusions MHD is frequent in this population with HIV infection and is associated with increased healthcare utilization but not with reduced survival.

Vaginal microbicides for the prevention of HIV transmission

The human immunodeficiency virus (HIV) kills more people worldwide than any other infectious disease. Approximately 42 million people, mostly in Africa and Asia, are currently infected with HIV (Figure 3.1), and 5 million new infections occur every year (AIDS Epidemic Update, 2002). It is estimated that 22 milIion people have died since the first clinical evidence of AIDS (acquired immunodeficiency syndrome) emerged in 1981 ('Mobilization for Microbicides' ~ The Rockfeller Foundation). HIV is generally transmitted in one of three ways: through unprotected sexual intercourse, blood-to-blood contact, and mother-to-child transmission. Once the virus has entered the body, it invades the cells of the immune system and initiates the production of new virus particles with concomitant destruction of the immune cells. As the number of immune cells in the body slowly declines, weight loss, debilitation, and eventually death occur due to opportunistic infections or cancers. Although AIDS is presently incurable, highly active antiretroviral therapy (HAART), where a cocktail of potent antiretroviral drugs are administered daily to HIV-positive patients to control the viral load, has resulted in dramatic reductions in HIV-related morbidity and mortality in the developed world

Reasons for non-adherence to antiretroviral therapy:patients' perspectives provide evidence of multiple causes

The objective of the study was to define common reasons for non-adherence (NA) to highly active antiretroviral therapy (HAART) and the number of reasons reported by non-adherent individuals. A confidential questionnaire was administered to HIV-seropositive patients taking proteinase inhibitor based HAART. Median self-reported adherence was 95% (n = 178, range = 60-100%). The most frequent reasons for at least 'sometimes' missing a dose were eating a meal at the wrong time (38.2%), oversleeping (36.3%), forgetting (35.0%) and being in a social situation (30.5%). The mean number of reasons occurring at least 'sometimes' was 3.2; 20% of patients gave six or more reasons; those reporting the lowest adherence reported a significantly greater numbers of reasons (ρ = - 0.59; p < 0.001). Three factors were derived from the data by principal component analysis reflecting 'negative experiences of HAART', 'having a low priority for taking medication' and 'unintentionally missing doses', accounting for 53.8% of the variance. On multivariate analysis only the latter two factors were significantly related to NA (odds ratios 0.845 and 0.849, respectively). There was a wide spectrum of reasons for NA in our population. The number of reasons in an individual increased as adherence became less. A variety of modalities individualized for each patient are required to support patients with the lowest adherence.

Progress towards Elimination of HIV Mother-to-Child Transmission in the Dominican Republic from 1999 to 2011

In 1999, prevention of mother-to-child transmission (pMTCT) using antiretrovirals was introduced in the Dominican Republic (DR). Highly active antiretroviral therapy (HAART) was introduced for immunosuppressed persons in 2004 and for pMTCT in 2008. To assess progress towards MTCT elimination, data from requisitions for HIV nucleic acid amplification tests for diagnosis of HIV infection in perinatally exposed infants born in the DR from 1999 to 2011 were analyzed. The MTCT rate was 142/1,274 (11.1%) in 1999–2008 and 12/302 (4.0%) in 2009–2011 (), with a rate of 154/1,576 (9.8%) for both periods combined. This decline was associated with significant increases in the proportions of women who received prenatal HAART (from 12.3% to 67.9%) and infants who received exclusive formula feeding (from 76.3% to 86.1%) and declines in proportions of women who received no prenatal antiretrovirals (from 31.9% to 12.2%) or received only single-dose nevirapine (from 39.5% to 19.5%). In 2007, over 95% of DR pregnant women received prenatal care, HIV testing, and professionally attended delivery. However, only 58% of women in underserved sugarcane plantation communities (2007) and 76% in HIV sentinel surveillance hospitals (2003–2005) received their HIV test results. HIV-MTCT elimination is feasible but persistent lack of access to critical pMTCT measures must be addressed.

Magnetic nanoformulation of azidothymidine 5’-triphosphate for targeted delivery across the blood–brain barrier

Despite significant advances in highly active antiretroviral therapy (HAART), the prevalence of neuroAIDS remains high. This is mainly attributed to inability of antiretroviral therapy (ART) to cross the blood–brain barrier (BBB), thus resulting in insufficient drug concentration within the brain. Therefore, development of an active drug targeting system is an attractive strategy to increase the efficacy and delivery of ART to the brain. We report herein development of magnetic azidothymidine 5′-triphosphate (AZTTP) liposomal nanoformulation and its ability to transmigrate across an in vitro BBB model by application of an external magnetic field. We hypothesize that this magnetically guided nanoformulation can transverse the BBB by direct transport or via monocyte-mediated transport. Magnetic AZTTP liposomes were prepared using a mixture of phosphatidyl choline and cholesterol. The average size of prepared liposomes was about 150 nm with maximum drug and magnetite loading efficiency of 54.5% and 45.3%, respectively. Further, magnetic AZTTP liposomes were checked for transmigration across an in vitro BBB model using direct or monocyte-mediated transport by application of an external magnetic field. The results show that apparent permeability of magnetic AZTTP liposomes was 3-fold higher than free AZTTP. Also, the magnetic AZTTP liposomes were efficiently taken up by monocytes and these magnetic monocytes showed enhanced transendothelial migration compared to normal/non-magnetic monocytes in presence of an external magnetic field. Thus, we anticipate that the developed magnetic nanoformulation can be used for targeting active nucleotide analog reverse transcriptase inhibitors to the brain by application of an external magnetic force and thereby eliminate the brain HIV reservoir and help to treat neuroAIDS.

Specific Increase in MDR1 Mediated Drug-Efflux in Human Brain Endothelial Cells following Co-Exposure to HIV-1 and Saquinavir

Persistence of HIV-1 reservoirs within the Central Nervous System (CNS) remains a significant challenge to the efficacy of potent anti-HIV-1 drugs. The primary human Brain Microvascular Endothelial Cells (HBMVEC) constitutes the Blood Brain Barrier (BBB) which interferes with anti-HIV drug delivery into the CNS. The ATP binding cassette (ABC) transporters expressed on HBMVEC can efflux HIV-1 protease inhibitors (HPI), enabling the persistence of HIV-1 in CNS. Constitutive low level expression of several ABC-transporters, such as MDR1 (a.k.a. P-gp) and MRPs are documented in HBMVEC. Although it is recognized that inflammatory cytokines and exposure to xenobiotic drug substrates (e.g HPI) can augment the expression of these transporters, it is not known whether concomitant exposure to virus and anti-retroviral drugs can increase drug-efflux functions in HBMVEC. Our in vitro studies showed that exposure of HBMVEC to HIV-1 significantly up-regulates both MDR1 gene expression and protein levels; however, no significant increases in either MRP-1 or MRP-2 were observed. Furthermore, calcein-AM dye-efflux assays using HBMVEC showed that, compared to virus exposure alone, the MDR1 mediated drug-efflux function was significantly induced following concomitant exposure to both HIV-1 and saquinavir (SQV). This increase in MDR1 mediated drug-efflux was further substantiated via increased intracellular retention of radiolabeled [3H-] SQV. The crucial role of MDR1 in 3H-SQV efflux from HBMVEC was further confirmed by using both a MDR1 specific blocker (PSC-833) and MDR1 specific siRNAs. Therefore, MDR1 specific drug-efflux function increases in HBMVEC following co-exposure to HIV-1 and SQV which can reduce the penetration of HPIs into the infected brain reservoirs of HIV-1. A targeted suppression of MDR1 in the BBB may thus provide a novel strategy to suppress residual viral replication in the CNS, by augmenting the therapeutic efficacy of HAART drugs.

Contribution à l'angiogenèse tumorale des cellules souches mésenchymateuses et des cellules endothéliales

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Étude de la réponse immunitaire et de l'évolution de la quasiespèce du virus de l'hépatite C (VHC) durant la grossesse

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

Contribution à l'angiogenèse tumorale des cellules souches mésenchymateuses et des cellules endothéliales

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Étude de la réponse immunitaire et de l'évolution de la quasiespèce du virus de l'hépatite C (VHC) durant la grossesse

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

Eph kinases and their ligands ephrins act in concert with sex hormones in regulating blood pressure

Les Erythropoietin-producing hepatocyte (EPH) sont la plus grande famille de récepteurs tyrosine kinase. Leurs ligands, les éphrines (EFNs), sont aussi des molécules exprimées à la surface cellulaire. Les EPH/EFNs sont impliqués dans de nombreux processus biologiques. L'hypertension artérielle (PA) est une maladie chronique qui, aujourd'hui, est devenue un problème médical critique dans le monde entier et un enjeu de santé publique. La découverte de nouvelles thérapeutiques de l'hypertension sont d'une grande importance pour la santé publique. Jusqu’à tout récemment, il existe seulement quelques études concernant le rôle de l’axe EPH/EFNs sur la fonction des cellules musculaires lisses vasculaires (CMLV). Dans nos études précédentes, nous avons montré qu'EPHB6 et EFNB1, de concert avec les hormones sexuelles, régulent la PA. Dans la présente étude, nous avons constaté que les différents membres de la famille EPH/EFN peuvent réguler soit positivement, soit négativement, la contractilité des CMLV et la PA: tandis que EPHB4 et EFNB2 appartiennent à la première catégorie, EFNB1, EFNB3 et EPHB6 appartiennent à la deuxième. In vivo, des souris males, mais non pas des femelles, porteuses d’une mutation EPHB4 (KO) spécifique du muscle lisse présentent une PA diminuée, comparée aux souris témoins (WT). Les CMLV de souris EPHB4 KO, en présence de testostérone, ont montré une contractilité réduite lors de la stimulation par la phényléphrine (PE). Au niveau moléculaire, la phosphorylation de la protéine kinase II dépendante de Ca2+/calmoduline et de la kinase de la chaine légère de la myosine (CLM) est augmentée, tandis que la phosphorylation de la kinase de la CLM est réduite dans les CMLV KO lors de la stimulation par PE, par rapport au WT CMLV. Cela fournit une base moléculaire à la réduction de la PA et de la contractilité des CMLV chez les souris EPHB4 KO. EFNB2 est le ligand majeur de l’EPHB4. Comme attendu, les souris EFNB2 KO spécifique du muscle lisse avaient un phénotype de PA semblable, quoique non identique, aux souris EPHB4 KO. Les souris mâles EFNB2 KO, mais pas femelles, sous régime régulier ou riche en sel, présentent une PA réduite, par rapport à leurs homologues WT. Au niveau cellulaire, les CMLV des souris KO ont montré une contractilité réduite lors de la stimulation par PE par rapport aux témoins WT. Une région de l’acide aminé (aa) 313 à l’aa 331 dans la partie intracellulaire d’EFNB2 est essentielle pour la signalisation inverse qui régule la contractilité des CMLV, selon des études de mutation-délétion. Dans une étude de génétique humaine, nous avons identifié, dans le gène EFNB2, six SNP qui étaient associées significativement au risque d'hypertension artérielle, de façon dépendante du sexe, ce qui corrobore nos résultats chez les souris. En revanche, la délétion du gène EFNB3 (KO) chez les souris femelles aboutit à une PA élevée et à une augmentation des résistances des petites artères in vivo, améliore la contractilité des petites artères ex-vivo et augmente la contractilité des CMLV in vitro. Les souris mâles KO ont une PA normale, mais la castration conduit à une augmentation significative de la PA dans les souris KO, mais pas dans les souris WT. Les CMLV des souris KO femelles ont montré une phosphorylation accrue de la CLM et une phosphorylation réduite de la kinase de la CLM, ce qui fournit à nouveau une base moléculaire aux phénotypes de PA et de contractilité des CMLV observés. Ce changement de signalisation est attribuable à une protéine adaptatrice Grip1. En effet, dans une étude d'association pan génomique par le Consortium International pour la Pression Sanguine, un SNP dans le gène GRIP1 a approché le seuil de significativité de la valeur p pour son association avec la pression diastolique. Nos recherches, pour la première fois, ont révélé que EPH/EFNs sont de nouveaux composants dans le système de régulation de la PA. Les membres de la famille EPH/EFN peuvent agir comme des forces Yin et Yang pour régler finement le tonus des vaisseaux pour assurer l'homéostasie de la PA et de sa régulation. Ces effets de EPH/EFNs dépendent du sexe et des niveaux d’hormones sexuelles. À partir de ces nouvelles connaissances, nous pourrions développer une nouvelle thérapie personnalisée pour l’hypertension artérielle, utilisant des antagonistes d'hormones sexuelles ou des thérapies de remplacement d'hormones sexuelles, selon les niveaux d'hormones sexuelles des patients et les mutations dans les gènes de l'EPH/EFN.

Fonctions et régulations des protéines Crumbs dans la morphogenèse des tissus épithéliaux

Les tissus épithéliaux recouvrent les surfaces et les cavités du corps et fonctionnent comme des barrières sélectives capables d’échanges entre les différents compartiments de l’organisme. La fonctionnalité de ces tissus repose notamment sur la mise en place et le maintien d’une asymétrie structurale des cellules épithéliales, aussi appelée « polarité épithéliale ». La modulation des mécanismes orchestrant l’asymétrie membranaire est centrale dans la formation et le maintien de l’architecture des tissus épithéliaux. Ainsi, des défauts de polarité épithéliale provoquent des anomalies morphologiques et fonctionnelles des tissus épithéliaux, qui peuvent contribuer au cancer chez l’Homme. C’est pourquoi, la compréhension des processus liés à la polarité épithéliale constitue des objectifs cruciaux dans la biologie des épithéliums et dans la santé humaine, pour assurer le développement de nouvelles thérapies liées au rétablissement des fonctions soutenues par une asymétrie membranaire. Les mécanismes de polarité épithéliale et leurs fonctions signalétiques dans la morphogenèse des tissus épithéliaux jouent un rôle central dans ma thèse et font l’objet de mon introduction. Mon projet de doctorat a consisté à caractériser la fonction et la régulation de Crumbs, un acteur clé dans la mise en place du domaine apical, dans le contrôle de la morphologie cellulaire et dans la morphogenèse des tissus épithéliaux. C’est pourquoi, l’étude de la régulation de la fonction de Crb au sein de la cellule épithéliale revêt un rôle capital dans la compréhension de la biologie des épithéliums. Dans ce cadre, nous avons d’abord permis d’approfondir les modalités d’une éventuelle fonction du domaine extracellulaire de CRB3A. De plus, nous montrons que la GTPase Rac1 permet de contrôler Crumbs dans un contexte tridimensionnel. Ainsi, nous proposons un modèle fonctionnel de Crumbs, soutenu par des approches in vitro et in vivo, dans le contrôle de la morphologie cellulaire et la morphogenèse des tissus tridimensionnels.

Rôle des cellules myéloïdes dans des modèles murins de la neuroinflammation

L’inflammation du système nerveux central (SNC), appelée neuroinflammation, est un aspect inséparable des maladies neurodégénératives chroniques comme la sclérose en plaques (SEP) et la maladie d’Alzheimer (MA). La caractérisation de la signature moléculaire spécifique à chaque population cellulaire dans des pathologies distinctes va aboutir à la compréhension et donc au contrôle de la neuroinflammation. Le présent ouvrage a pour but de mieux comprendre les mécanismes d’action de deux types cellulaires myéloïdes, la microglie et les neutrophiles, au cours des affections neuroinflammatoires du SNC. Ainsi, le premier objectif a été de comprendre le rôle des cytokines IL-36 dans la neuroinflammation établie au cours de l’encéphalomyélite auto-immune expérimentale (EAE). Dans une seconde partie, l’objectif a été d’explorer l’action du GPR84, un récepteur couplé à la protéine G spécifique à la microglie dans le SNC, lors de l’altération des fonctions cérébrales dans un modèle de souris transgénique de la MA. Nos résultats démontrent que la voie de signalisation IL-36/IL36R est augmentée dans trois modèles différents de l’EAE, mais ne contribue pas au développement ni à la progression de la pathologie. En utilisant l’approche de cytométrie en flux nous identifions les neutrophiles comme la source majeure de l’IL-36γ. De plus, nous démontrons que la microglie exprime l’IL-36R et sa stimulation par l’IL-36γ conduit à la production de cytokines pro-inflammatoires. Dans un second temps, nous caractérisons l’augmentation de l’expression du GPR84 par la microglie dans le modèle murin de la MA APP/PS1. Ainsi, le croisement de ces souris avec des souris déficientes en GPR84 diminue l’activation et le recrutement de la microglie autour des plaques d’amyloïde-β et accélère le déclin cognitif. Nos études impliquent le GPR84 comme un acteur important dans le maintien de l’homéostasie neuronale puisque son absence favorise la dégénérescence des dendrites dans le cerveau. Les résultats obtenus dans cette thèse apportent de nouveaux éléments qui peuvent contribuer au développement des thérapies qui ciblent les cellules myéloïdes dans diverses pathologies du SNC. Ces données ouvrent de nouvelles pistes pour élucider le rôle de l’IL-36γ dans des maladies neurodégénératives. Enfin, pour une première fois, nous présentons un modèle murin permettant d’identifier le(s) ligand(s) endogène(s) du GPR84, une cible thérapeutique potentielle pour la prévention et/ou le traitement de la MA.

miRNAs as therapeutic agents in neurodegeneration, a pilot study

L’échec des différents essais cliniques souligne la nécessité de développer des nouvelles thérapies pour la maladie d’Alzheimer (MA), la cause la plus commune de démence. Les microARNs (miARNs) sont les ARNs non-codants les plus étudiés et ils jouent un rôle important dans la modulation de l’expression des gènes et de multiples voies de signalisation. Des études antérieures, dont celles de mon laboratoire d’accueil, ont permis de développer l’hypothèse que certains membres de la famille miR-15/107 (c.-à-d. miR-15ab, miR-16, miR-195, miR-424, and miR-497) pourraient être utilisés comme agents thérapeutiques dans MA. En effet, cette famille avait le potentiel de réguler de multiples gènes associés à MA, tels que la protéine précurseur de l’amyloïde (APP), la β-secrétase (BACE1), et la protéine Tau. Tel que démontré dans ce projet de thèse, j’ai choisi miR-16 comme cible thérapeutique potentielle pour MA parmi tous les membres de la famille. L’essai luciférase dans ce projet confirme que miR-16 peut réguler simultanément APP et BACE1, directement par une interaction avec la région non-codante en 3’ de l’ARNm). Notamment, nous observons aussi une réduction de la production des peptides amyloïdes et de la phosphorylation de Tau après une augmentation de miR-16 en cellule. J’ai ensuite validé mes résultats in vivo dans la souris en utilisant une méthode de livraison de miR-16 via une pompe osmotique implanté dans le cerveau. Dans ce cas, l’expression des protéines d’intérêts (APP, BACE1, Tau) a été mesurée par immunobuvardage et PCR à temps réel. Après validation, ces résultats ont été complémentés par une étude protéomique (iTRAQ) du tronc cérébral et de l’hippocampe, deux régions associées à la maladie. Ces données m’ont permis d’identifier d’autres protéines régulées par miR-16 in vivo, incluant α-Synucléine, Transferrine receptor1, et SRm300. Une autre observation intéressante : les voies régulées par miR-16 in vivo sont directement en lien avec le stress oxydatif et la neurodégénération. En résumé, ce travail démontre l’efficacité et la faisabilité d’utiliser un miARN comme outil thérapeutique pour la maladie d’Alzheimer. Ces résultats rentrent dans un cadre plus vaste de découvrir de nouvelles cibles pour MA, et en particulier la forme sporadique de la maladie qui représente plus de 95% de tous les cas. Évidemment, la découverte d’une molécule pouvant cibler simultanément les deux pathologies de la maladie (plaques amyloïdes et hyper phosphorylation de tau) est nouvelle et intéressante, et ce domaine de recherche ouvre la porte aux autres petits ARNs non-codants dans MA et les maladies neurodégénératives connexes.

L'efficacité d'une intervention par manuel d'auto-traitement basée sur la thérapie d'acceptation et d'engagement appliquée à une population souffrant d'anorexie ou d'anorexie mentale atypique

L’anorexie mentale et l’anorexie mentale atypique sont des problématiques de santé mentale qui affectent une portion non négligeable de la population. Toutefois, encore très peu d’études ont permis de démontrer l’efficacité des traitements pour ces troubles. L’évolution des connaissances dans les modèles explicatifs de l’anorexie oriente vers des processus psychologiques à cibler dans le traitement différents de ceux des thérapies conventionnelles. La présente étude vise à évaluer l’efficacité de la thérapie d’acceptation et d’engagement (ACT) sous forme d’un manuel d’auto-traitement appliqué à une population souffrant d’anorexie mentale ou d’anorexie mentale atypique. Un protocole expérimental à cas unique à niveaux de base multiples a été utilisé. Quatre femmes francophones présentant un de ces deux diagnostics ont reçu le traitement sur une durée de 13 semaines. Les résultats démontrent que les niveaux quotidiens d’actions pour maîtriser le poids et de préoccupations par rapport au poids et à la nourriture ont diminué suite au traitement. Le traitement a aussi permis aux participantes de passer d’un diagnostic de sévérité clinique à un en rémission partielle. La sévérité des symptômes de trouble alimentaire a aussi diminué suite au traitement et la flexibilité de l’image corporelle des participantes a augmenté, et ce de manières cliniquement significatives. Des processus propres à l’intervention ACT sont avancés pour rendre compte des effets observés.