Eyes wide shut - unusual two stage repair of pectus excavatum and annuloaortic ectasia in a 37 year old marfan patient: Case report

We report about a 37 year old male patient with a pectus excavatum. The patient was in NYHA functional class III. After performed computed tomography the symptoms were thought to be related to the severity of chest deformation. A Ravitch-procedure had been accomplished in a district hospital in 2009. The crack of a metal bar led to a reevaluation 2010, in which surprisingly the presence of an annuloaortic ectasia (root 73 × 74 mm) in direct neighborhood of the formerly implanted metal-bars was diagnosed. Echocardiography revealed a severe aortic valve regurgitation, the left ventricle was massively dilated presenting a reduced ejection fraction of 45%. A marfan syndrome was suspected and the patient underwent a valve sparing aortic root replacement (David procedure) in our institution with an uneventful postoperative course. A review of the literature in combination with discussion of our case suggests the application of stronger recommendations towards preoperative cardiovascular assessment in patients with pectus excavatum.

Quantification of the local heartwall motion by magnetic resonance myocardial tagging.

Sophisticated magnetic resonance tagging techniques provide powerful tools for the non-invasive assessment of the local heartwall motion towards a deeper fundamental understanding of local heart function. For the extraction of motion data from the time series of magnetic resonance tagged images and for the visualization of the local heartwall motion a new image analysis procedure has been developed. New parameters have been derived which allows quantification of the motion patterns and are highly sensitive to any changes in these patterns. The new procedure has been applied for heart motion analysis in healthy volunteers and in patient collectives with different heart diseases. The achieved results are summarized and discussed.

Predictors of endocarditis in isolates from cultures of blood following dental extractions in rats with periodontal disease.

Rats with periodontitis and catheter-induced aortic valve vegetations underwent dental extractions. Cultures of blood obtained 1 min later showed polymicrobial bacteremia in 19 of 19 rats, mostly due to viridans streptococci (18 of 19), Morganella (15 of 19), group G streptococci (13 of 19), and Staphylococcus aureus (10 of 19). Viridans streptococci circulated in higher numbers than did group G streptococci and S. aureus (P less than .01). Three days after dental extractions, 18 of 20 rats had endocarditis. Fifteen (83%) of 18 infections were due to group G streptococci, 9 (50%) of 18 were due to S. aureus, and 2 (11%) of 18 were due to viridans streptococci (P less than .05). In vitro, adherence to platelet-fibrin matrices of endocarditis strain 8 of group G streptococcus was two times greater than that of endocarditis strain S. aureus 23 and three to four times greater than that of Streptococcus sanguis 44 and Morganella morganii 93 (P less than 10(-5)). The inoculum size that produced endocarditis in 90% of rats after iv challenge was 10(5) cfu for group G streptococcus strain 8 and 10(7) for S. sanguis 44.

Ascending aorta measurements as assessed by ECG-gated multi-detector computed tomography: a pilot study to establish normative values for transcatheter therapies

The aim of this study was to provide an insight into normative values of the ascending aorta in regards to novel endovascular procedures using ECG-gated multi-detector CT angiography. Seventy-seven adult patients without ascending aortic abnormalities were evaluated. Measurements at relevant levels of the aortic root and ascending aorta were obtained. Diameter variations of the ascending aorta during cardiac cycle were also considered. Mean diameters (mm) were as follows: LV outflow tract 20.3 +/- 3.4, coronary sinus 34.2 +/- 4.1, sino-tubular junction 29.7 +/- 3.4 and mid ascending aorta 32.7 +/- 3.8 with coefficients of variation (CV) ranging from 12 to 17%. Mean distances (mm) were: from the plane passing through the proximal insertions of the aortic valve cusps to the right brachio-cephalic artery (BCA) 92.6 +/- 11.8, from the plane passing through the proximal insertions of the aortic valve cusps to the proximal coronary ostium 12.1 +/- 3.7, and between both coronary ostia 7.2 +/- 3.1, minimal arc of the ascending aorta from left coronary ostium to right BCA 52.9 +/- 9.5, and the fibrous continuity between the aortic valve and the anterior leaflet of the mitral valve 14.6 +/- 3.3, CV 13-43%. Mean aortic valve area was 582.0 +/- 131.9 mm(2). The variation of the antero-posterior and transverse diameters of the ascending aorta during the cardiac cycle were 8.4% and 7.3%, respectively. Results showed large inter-individual variations in diameters and distances but with limited intra-individual variations during the cardiac cycle. A personalized approach for planning endovascular devices must be considered.

Mechanisms of successful amoxicillin prophylaxis of experimental endocarditis due to Streptococcus intermedius.

Prophylaxis with amoxicillin (40 mg/kg) was studied in rats with aortic valve vegetations. Bacteria on the valves were quantitated early (10 min to 6 hr) and late (three days) after intravenous challenge with tolerant Streptococcus intermedius. Amoxicillin reduced by 40% the number of bacteria per valve 10 min after intravenous challenge with 10(5) S. intermedius (P less than .05) and by 74% the incidence of endocarditis three days thereafter (P less than .0001). Bacterial multiplication started 2 hr after challenge in control rats, whereas bacteria disappeared in 6 hr in amoxicillin-treated rats. Intravenous penicillinase 30 min after challenge abolished successful amoxicillin prophylaxis, a result demonstrating the necessity of prolonged growth inhibition for protection. Growth inhibition for 18 hr (two subsequent amoxicillin doses) was necessary for protection after intravenous challenge with 10(5) S. intermedius. Thus, in the absence of bacterial killing, inhibition of valvular colonization by amoxicillin was not as important a mechanism of endocarditis prophylaxis as was prolonged inhibition of bacterial growth, which allowed adherent bacteria to be cleared from the valves.

Les infections endo-artérielles, complications redoutables des infections à salmonelles non typhi [Endarterial infections, redoubtable complications of non-typhi salmonella infections].

Three cases are reported of salmonella aortitis observed in three men aged 55, 60 and 48 years, the last of whom had a prosthetic aortic valve and ascending aorta. The microorganisms were S. typhi murium, S. paratyphi B, and S. wien. Despite antibiotic treatment two patients died of perforating aortitis. The third patient developed S. wien gastroenteritis a few days after surgical replacement of the aortic valve and the ascending aorta. Five years later he presented with several bacteremic episodes due to S. wien, which recurred despite several courses of cotrimoxazole treatment. He has now been asymptomatic for over one year under prolonged cotrimoxazole treatment. Since vascular infection may occur following non typhi salmonellosis in 5% of patients over 50, or who have underlying endothelial lesions, the question arises as to whether non typhi S. gastroenteritis should be treated with antibiotics in these high risk patients, in contrast to present recommendations.

Connexin 43 expression in human hypertrophied heart due to pressure and volume overload.

Left ventricular hypertrophy (LVH) is due to pressure overload or mechanical stretch and is thought to be associated with remodeling of gap-junctions. We investigated whether the expression of connexin 43 (Cx43) is altered in humans in response to different degrees of LVH. The expression of Cx43 was analyzed by quantitative polymerase chain reaction, Western blot analysis and immunohistochemistry on left ventricular biopsies from patients undergoing aortic or mitral valve replacement. Three groups were analyzed: patients with aortic stenosis with severe LVH (n=9) versus only mild LVH (n=7), and patients with LVH caused by mitral regurgitation (n=5). Cx43 mRNA expression and protein expression were similar in the three groups studied. Furthermore, immunohistochemistry revealed no change in Cx43 distribution. We can conclude that when compared with mild LVH or with LVH due to volume overload, severe LVH due to chronic pressure overload is not accompanied by detectable changes of Cx43 expression or spatial distribution.

Fosfomycin plus β-Lactams as Synergistic Bactericidal Combinations for Experimental Endocarditis Due to Methicillin-Resistant and Glycopeptide-Intermediate Staphylococcus aureus.

The urgent need of effective therapies for methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) infective endocarditis (IE) is a cause of concern. We aimed to ascertain the in vitro and in vivo activity of the older antibiotic fosfomycin combined with different beta-lactams against MRSA and glycopeptide-intermediate-resistant S. aureus (GISA) strains. Time-kill tests with 10 isolates showed that fosfomycin plus imipenem (FOF+IPM) was the most active evaluated combination. In an aortic valve IE model with two strains (MRSA-277H and GISA-ATCC 700788), the following intravenous regimens were compared: fosfomycin (2 g every 8 h [q8h]) plus imipenem (1 g q6h) or ceftriaxone (2 g q12h) (FOF+CRO) and vancomycin at a standard dose (VAN-SD) (1 g q12h) and a high dose (VAN-HD) (1 g q6h). Whereas a significant reduction of MRSA-227H load in the vegetations (veg) was observed with FOF+IPM compared with VAN-SD (0 [interquartile range [IQR], 0 to 1] versus 2 [IQR, 0 to 5.1] log CFU/g veg; P = 0.01), no statistical differences were found with VAN-HD. In addition, FOF+IPM sterilized more vegetations than VAN-SD (11/15 [73%] versus 5/16 [31%]; P = 0.02). The GISA-ATCC 700788 load in the vegetations was significantly lower after FOF+IPM or FOF+CRO treatment than with VAN-SD (2 [IQR, 0 to 2] and 0 [IQR, 0 to 2] versus 6.5 [IQR, 2 to 6.9] log CFU/g veg; P < 0.01). The number of sterilized vegetations after treatment with FOF+CRO was higher than after treatment with VAN-SD or VAN-HD (8/15 [53%] versus 4/20 [20%] or 4/20 [20%]; P = 0.03). To assess the effect of FOF+IPM on penicillin binding protein (PBP) synthesis, molecular studies were performed, with results showing that FOF+IPM treatment significantly decreased PBP1, PBP2 (but not PBP2a), and PBP3 synthesis. These results allow clinicians to consider the use of FOF+IPM or FOF+CRO to treat MRSA or GISA IE.

Étude d’un modèle murin de vieillissement sur la sténose valvulaire aortique

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.

Essential role of GATA5 in the mammalian heart

réalisé en cotutelle avec le Dr. Marie Kmita et Dr. Marco Horb

Rôle du stress oxydant en période néonatale dans l'hypertension artérielle et la dysfonction vasculaire et métabolique de l'adulte

Thèse réalisée dans le cadre d'une cotutelle entre l'Université de Montréal et l'Université d'Auvergne en France

Bases génétiques de la sténose valvulaire aortique calcifiée

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.

Le remplacement valvulaire aortique chez le jeune adulte

Chez le jeune adulte, le substitut valvulaire aortique idéal demeure inconnu. La prothèse mécanique est durable. Cependant, elle requiert une anticoagulation à vie. De récentes études ont démontré un excès de mortalité à long terme chez les patients après un remplacement valvulaire aortique (RVA) mécanique. D’autres part, plusieurs patientes sont en âge de procréer lorsqu’une chirurgie est indiquée. La grossesse chez les patientes porteuses de RVA mécanique est à risque d’évènements thromboemboliques. Dans ce contexte, ces derniers sont mieux prévenus par la warfarine comparativement à l’héparine chez les patientes enceintes porteuses de prothèses mécaniques. Cependant, la warfarine est associée à des malformations fœtales. Les prothèses biologiques évitent l’anticoagulation. Par contre, la dégénérescence structurelle de la prothèse est plus rapide chez les patients jeunes, ce qui les expose à un haut risque de réintervention. L’objectif de ce mémoire est d’étudier les issues à long terme suivant un RVA chez le jeune adulte. Deux études ont été réalisées dans le cadre de ce travail. La première avait pour objectif de déterminer la survie et les complications à long terme dans une population de jeunes adultes ayant subi un RVA mécanique isolé. La survie de ce groupe de patient est inférieure à celle de la population générale québécoise appariée pour l’âge et le sexe. De plus, il existe un risque faible, mais constant à long terme de dysfonction de la prothèse et de réopération dans cette population. La deuxième étude a pour objectif de déterminer les complications cardiaques, maternelles et fœtales durant la grossesse chez des patientes porteuses de RVA mécanique ou biologique. Les résultats obtenus démontrent que la grossesse chez ces patientes est associée à un risque de complications maternelles et cardiaques significatives, et ce surtout chez les patientes porteuses d’une prothèse mécanique.

Évolution échocardiographique et prédicteurs de progression de la sténose valvulaire aortique

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.