Exercice physique et athérosclérose : quels sont les mécanismes physiologiques et moléculaires de l'exercice qui préviennent et protègent de l'athérosclérose? : approche chez un modèle expérimental d'athérosclérose : la souris génétiquement dépourvue en apolipoprotéine E (apoE-/-)

RESUME : L'athérosclérose, pathologie inflammatoire artérielle chronique, est à l'origine de la plupart des maladies cardiovasculaires qui constituent l'une des premières causes de morbidité et mortalité en France. Les études observationnelles et expérimentales montrent que l'exercice physique prévient la mortalité cardiovasculaire. Cependant, les mécanismes précisant les bénéfices cliniques de l'exercice sur l'athérosclérose sont encore largement inconnus. Le but général de ce travail a donc été d'explorer, en utilisant un modèle expérimental d'athérosclérose, la souris hypercholestérolémique génétiquement dépourvue en apolipoprotéine E (apoE-/-), les mécanismes athéroprotecteurs de l'exercice. La dysfonction endothéliale, généralement associée aux facteurs de risque cardiovasculaire, serait l'une des étapes précoces majeures de l'athérogenèse. Elle est caractérisée par une diminution de la biodisponibilité en monoxyde d'azote (NO) avec la perte de ses propriétés vasculo-protectrices, ce qui favorise un climat pro-athérogène (stress oxydatif, adhésion et infiltration des cellules inflammatoires dans la paroi artérielle...) conduisant à la formation de la plaque athéromateuse. L'objectif de notre premier travail a donc été d'explorer les effets de l'exercice d'une part, sur le développement des plaques athéromateuses et d'autre part, sur la fonction endothéliale de la souris apoE-/-. Nos résultats montrent que l'exercice réduit significativement l'extension de l'athérosclérose et prévient la dysfonction endothéliale. L'explication pharmacologique montre que l'exercice stimule la fonction endothéliale via, notamment, une plus grande sensibilité des récepteurs endothéliaux muscariniques, ce qui active les événements signalétiques cellulaires récepteurs-dépendants à l'origine d'une bioactivité accrue de NO. Les complications cliniques graves de l'athérosclérose sont induites par la rupture de la plaque instable provoquant la formation d'un thrombus occlusif et l'ischémie du territoire tissulaire en aval. L'objectif de notre deuxième travail a été d'examiner l'effet de l'exercice sur la qualité/stabilité de la plaque. Nos résultats indiquent que l'exercice de longue durée stabilise la plaque en augmentant le nombre de cellules musculaires lisses et en diminuant le nombre de macrophages intra-plaques. Nos résultats montrent aussi que la phosphorylation de la eNOS (NO Synthase endothéliale) Akt-dépendante n'est pas le mécanisme moléculaire majeur à l'origine de ce bénéfice. Enfin, dans notre troisième travail, nous avons investigué l'effet de l'exercice sur le développement de la plaque vulnérable. Nos résultats montrent, chez un modèle murin de plaque instable (modèle d'hypertension rénovasculaire à rénine et angiotensine II élevés) que l'exercice prévient l'apparition de la plaque vulnérable indépendamment d'un effet hémodynamique. Ce bénéfice serait associé à une diminution de l'expression vasculaire des récepteurs AT1 de l'Angiotensine II. Nos résultats justifient l'importance de l'exercice comme outil préventif des maladies cardiovasculaires. ABSTRACT : Atherosclerosis, a chronic inflammatory disease, is one of the main causes of morbidity and mortality in France. Observational and experimental data indicate that regular physical exercise has a positive impact on cardiovascular mortality. However, the mechanisms by which exercise exerts clinical benefits on atherosclerosis are still unknown. The general aim of this work was to elucidate the anti-atherosclerotic effects of exercise, using a mouse model of atherosclerosis: the apolipoprotein E-deficient mice (apoE-/- mice). Endothelial dysfunction, generally associated with cardiovascular risk factors, has been recognized to be a major and early step in atherogenesis. Endothelial dysfunction is characterized by Nitric Oxide (NO) biodisponibility reduction with loss of NO-mediated vasculoprotective actions. This leads to vascular effects such as increased oxidative stress and increased adhesion of inflammatory cells into arterial wall thus playing a role in atherosclerotic plaque development. Therefore, one of the objective of our study was to explore the effects of exercise on atherosclerotic plaque extension and on endothelial function in apoE-/- mice. Results show that exercise significantly reduces plaque progression and prevents endothelial dysfunction. Pharmacological explanation indicates that exercise stimulates endothelial function by increasing muscarinic receptors sensitivity which in turn activates intracellular signalling receptor-dependent events leading to increased NO bioactivity. The clinical manifestations of atherosclerosis are the consequences of unstable plaque rupture with thrombus formation leading to tissue ischemia. The second aim of our work was to determine the effect of exercise on plaque stability. We demonstrate that long-term exercise stabilizes atherosclerotic plaques as shown by decreased macrophage and increased Smooth Muscle Cells plaque content. Our results also suggest that the Akt-dependent eNOS phosphorylation pathway is not the primary molecular mechanism mediating these beneficial effects. Finally, we assessed a putative beneficial effect of exercise on vulnerable plaque development. In a mouse model of Angiotensine II (Ang II)-mediated vulnerable atherosclerotic plaques, we provide fist evidence that exercise prevents atherosclerosis progression and plaque vulnerability. The beneficial effect of swimming was associated with decreased aortic Ang II AT1 receptor expression independently from any hemodynamic change. These findings suggest clinical benefit of exercise in terms of cardiovascular event protection.

Production et évaluation de l'anticorps NIMP-R14 pour dépléter chroniquement les neutrophiles chez un modèle expérimental d'athérosclérose avancée : la souris ApoE-/- 2 reins-1clip (2K1C)

L'athérosclérose (ATS) est une maladie artérielle inflammatoire chronique à l'origine des nombreuses maladies cardiovasculaires que sont l'infarctus du myocarde, l'accident vasculaire cérébral ou encore l'artériopathie oblitérante des membres inférieurs. L'ATS se définit comme la formation de plaques fibro-lipidiques dans l'intima des artères. Les facteurs de risque majeurs associés à l'ATS sont l'hypertension, l'hypercholestérolémie, le tabagisme, le diabète, la sédentarité, ou encore des prédispositions génétiques. L'ATS peut être asymptomatique durant des années ou alors engendrer des complications aiguës pouvant parfois mettre le pronostic vital en jeu. Les complications les plus graves surviennent principalement lors de la rupture d'une plaque athéromateuse dite vulnérable ou instable. En effet, cette dernière peut se rompre et entraîner la formation d'un thrombus artériel occlusif avec, pour conséquence, l'ischémie/nécrose des tissus en aval. Prévenir le développement de la plaque vulnérable et/ou la « stabiliser » permettrait donc de prévenir les complications cliniques de l'ATS. Cet objectif requiert une connaissance éclairée des mécanismes cellulaires et moléculaires impliqués dans la physiopathologie de l'ATS et de la plaque vulnérable. Les travaux expérimentaux menés au sein du laboratoire du service d'angiologie du CHUV sous la direction du Prof. Lucia Mazzolai ont montré que l'angiotensine II (ang II), produit final de la cascade du système rénine-angiotensine, joue un rôle majeur dans la « vulnérabilité » des plaques athéromateuses (1). Ces travaux ont été réalisés à partir d'un modèle animal original développant des plaques d'ATS vulnérables dépendantes de l'ang II: la souris ApoE-/- 2 reins-1 clip (2K1C). Plus récemment, le laboratoire d'angiologie a mis en évidence une implication directe des leucocytes, plus précisément des macrophages et des lymphocytes T CD4+, dans l'athérogenèse ang II-dépendante (2,3). Dernièrement, des travaux ont également suggéré un rôle possible des granulocytes neutrophiles dans l'ATS (4,5,6,7). Toutefois, les études sont encore limitées de sorte que le rôle exact des neutrophiles dans l'ATS et plus spécialement dans l'ATS induite par l'ang II reste à démontrer. Une des recherches actuelles menée dans le laboratoire est donc d'étudier le rôle des neutrophiles dans le développement de la plaque athéromateuse vulnérable à partir du modèle animal, la souris ApoE-/- 2K1C. Pour évaluer le rôle direct des neutrophiles chez notre modèle animal, nous avons choisi comme méthode la déplétion des neutrophiles circulants par l'utilisation d'un anticorps spécifique. Il a été reporté dans la littérature que l'anticorps monoclonal NIMP-R14 3 permettait de dépléter sélectivement in vivo les neutrophiles dans différents modèles murins (8,9). Cependant, ces études ont utilisé cet anticorps anti-neutrophiles majoritairement sur des périodes expérimentales de durées relativement limitées (12-14 jours) et la question s'est donc posée de savoir si cet anticorps pouvait aussi dépléter les neutrophiles chez notre modèle animal, qui requiert une période expérimentale de 4 semaines pour développer des plaques vulnérables (1). Le but de ce travail a donc été de produire l'anticorps NIMP-R14 et d'évaluer son efficacité chez la souris ApoE-/- 2K1C qui développe des plaque d'ATS vulnérables dépendantes de l'ang II.

Validation in-vivo des techniques d’élastographie ultrasonore, invasive et non-invasive, à l’aide d’un modèle porcin

Il est maintenant admis que la composition de la plaque athérosclérotique est un déterminant majeur de sa vulnérabilité à se rompre. Vu que la composition de la plaque affecte ses propriétés mécaniques, l'évaluation locale des propriétés mécaniques de la plaque d'athérome peut nous informer sur sa vulnérabilité. L'objectif est de comparer les techniques d’élastographie ultrasonores endovasculaire (EVE) et non-invasive (NIVE) en fonction de leur potentiel à identifier les composantes calcifiées et lipidiques de la plaque. Les acquisitions intravasculaire et extravasculaire ont été effectuées sur les artères carotidiennes de neuf porcs hypercholestérolémiques à l’aide d’un cathéter de 20 MHz et d'une sonde linéaire de 7.5 MHz, respectivement. Les valeurs de déformation radiale et axiale, rapportés par EVE et NIVE, ont été corrélées avec le pourcentage des zones histologiques calcifiées et lipidiques pour cinq plaques. Nos résultats démontrent une bonne corrélation positive entre les déformations et les composantes calcifiées (r2 = 0.82, P = 0.034 valeur par EVE et r2 = 0.80, P = 0.041 valeur par NIVE). Une forte corrélation entre les déformations axiales et les contenus lipidiques par NIVE (r2 = 0.92, P-value = 0.010) a été obtenue. En conclusion, NIVE et EVE sont des techniques potentielles pour identifier les composants de la plaque et aider les médecins à diagnostiquer précocement les plaques vulnérables.

Characterization of Carotid Plaques with Ultrasound Non-Invasive Vascular Elastography (NIVE) : Feasibility and Correlation with High-Resolution Magnetic Resonance Imaging

L’accident vasculaire cérébral (AVC) est une cause principale de décès et de morbidité dans le monde; une bonne partie des AVC est causée par la plaque d’athérosclérose carotidienne. La prévention de l’AVC chez les patients ayant une plaque carotidienne demeure controversée, vu les risques et bénéfices ambigus associés au traitement chirurgical ou médical. Plusieurs méthodes d’imagerie ont été développées afin d’étudier la plaque vulnérable (dont le risque est élevé), mais aucune n’est suffisamment validée ou accessible pour permettre une utilisation comme outil de dépistage. L’élastographie non-invasive vasculaire (NIVE) est une technique nouvelle qui cartographie les déformations (élasticité) de la plaque afin de détecter les plaque vulnérables; cette technique n’est pas encore validée cliniquement. Le but de ce projet est d’évaluer la capacité de NIVE de caractériser la composition de la plaque et sa vulnérabilité in vivo chez des patients ayant des plaques sévères carotidiennes, en utilisant comme étalon de référence, l’imagerie par résonance magnétique (IRM) à haute-résolution. Afin de poursuivre cette étude, une connaissance accrue de l’AVC, l’athérosclérose, la plaque vulnérable, ainsi que des techniques actuelles d’imagerie de la plaque carotidienne, est requise. Trente-et-un sujets ont été examinés par NIVE par ultrasonographie et IRM à haute-résolution. Sur 31 plaques, 9 étaient symptomatiques, 17 contenaient des lipides, et 7 étaient vulnérables selon l’IRM. Les déformations étaient significativement plus petites chez les plaques contenant des lipides, avec une sensibilité élevée et une spécificité modérée. Une association quadratique entre la déformation et la quantité de lipide a été trouvée. Les déformations ne pouvaient pas distinguer les plaques vulnérables ou symptomatiques. En conclusion, NIVE par ultrasonographie est faisable chez des patients ayant des sténoses carotidiennes significatives et peut détecter la présence d’un coeur lipidique. Des études supplémentaires de progression de la plaque avec NIVE sont requises afin d’identifier les plaques vulnérables.

Évaluation et dépendance angulaire de l'estimateur Lagrangien en élastographie vasculaire non-intrusive

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

Évaluation et dépendance angulaire de l'estimateur Lagrangien en élastographie vasculaire non-intrusive

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

Reliability and discriminatory power of methods for dental plaque quantification

OBJECTIVE: This in situ study evaluated the discriminatory power and reliability of methods of dental plaque quantification and the relationship between visual indices (VI) and fluorescence camera (FC) to detect plaque. MATERIAL AND METHODS: Six volunteers used palatal appliances with six bovine enamel blocks presenting different stages of plaque accumulation. The presence of plaque with and without disclosing was assessed using VI. Images were obtained with FC and digital camera in both conditions. The area covered by plaque was assessed. Examinations were done by two independent examiners. Data were analyzed by Kruskal-Wallis and Kappa tests to compare different conditions of samples and to assess the inter-examiner reproducibility. RESULTS: Some methods presented adequate reproducibility. The Turesky index and the assessment of area covered by disclosed plaque in the FC images presented the highest discriminatory powers. CONCLUSION: The Turesky index and images with FC with disclosing present good reliability and discriminatory power in quantifying dental plaque.

Videodensitometric analysis of advanced carotid plaque: correlation with MMP-9 and TIMP-1 expression

Background: Matrix metalloproteinase-9 (MMP-9) and tissue inhibitor of MMP (TIMP) promote derangement of the extracellular matrix, which is ultimately reflected in plaque images seen on ultrasound. Videodensitometry can identify structural disturbances in plaques. Objectives: To establish the correlations between values determined using videodensitometry in B-mode ultrasound images of advanced carotid plaques and the total expression of MMP-9 and TIMP-1 in these removed plaques. Methods: Thirty patients underwent ultrasonic tissue characterization of carotid plaques before surgery, using mean gray level (MGL), energy, entropy and homogeneity. Each patient was assigned preoperatively to one of 2 groups: group I, symptomatic patients (n = 16; 12 males; mean age 66.7 +/- 6.8 years), and group II, asymptomatic patients (n = 14; 8 males; mean age 67.6 +/- 6.81 years). Tissue specimens were analyzed for MMP-9 and TIMP-1 expression. Nine carotid arteries were used as normal tissue controls. Results: MMP-9 expression levels were elevated in group II and in normal tissues compared to group I (p < 0.001). TIMP-1 levels were higher in group II than in group I, and significantly higher in normal tissues than in group I (p = 0.039). The MGL was higher in group II compared to group I (p = 0.038). Energy had greater values in group II compared to group I (p = 0.02). There were no differences between patient groups in homogeneity and entropy. Energy positively correlated with MMP-9 and TIMP-1 expression (p = 0.012 and p = 0.031 respectively). Homogeneity positively correlated with MMP-9 and TIMP-1 expression (p = 0.034 and p = 0.047 respectively). There were no correlations between protein expression and MGL or entropy. Conclusions: Videodensitometric computer analysis of ultrasound scanning images can be used to identify stable carotid plaques, which have higher total expression levels of MMP-9 and TIMP-1 than unstable plaques.

Evaluation of plaque composition by intravascular ultrasound ""virtual histology"": the impact of dense calcium on the measurement of necrotic tissue

Aims: We aimed to evaluate if the co-localisation of calcium and necrosis in intravascular ultrasound virtual histology (IVUS-VH) is due to artefact, and whether this effect can be mathematically estimated. Methods and results: We hypothesised that, in case calcium induces an artefactual coding of necrosis, any addition in calcium content would generate an artificial increment in the necrotic tissue. Stent struts were used to simulate the ""added calcium"". The change in the amount and in the spatial localisation of necrotic tissue was evaluated before and after stenting (n=17 coronary lesions) by means of a especially developed imaging software. The area of ""calcium"" increased from a median of 0.04 mm(2) at baseline to 0.76 mm(2) after stenting (p<0.01). In parallel the median necrotic content increased from 0.19 mm(2) to 0.59 mm(2) (p<0.01). The ""added"" calcium strongly predicted a proportional increase in necrosis-coded tissue in the areas surrounding the calcium-like spots (model R(2)=0.70; p<0.001). Conclusions: Artificial addition of calcium-like elements to the atherosclerotic plaque led to an increase in necrotic tissue in virtual histology that is probably artefactual. The overestimation of necrotic tissue by calcium strictly followed a linear pattern, indicating that it may be amenable to mathematical correction.

Essential Oil of Thymus vulgaris: Preparation of Pharmaceutical Mouthwash Formulation and In Vitro Evaluation of the Bacterial Plaque-Inhibiting Properties.

Essential Oil of Thymus vulgaris: Preparation of Pharmaceutical Mouthwash Formulation and In Vitro Evaluation of the Bacterial Plaque-Inhibiting Properties. The aim of this study was to evaluate the in vitro effect of the essential oil of Thymus vulgaris (thyme) pure or incorporate in a alcohol-free pharmaceutical mouthwash formulation, against Streptococcus mutans (ATCC 25175), being determined the Minimal Inhibitory Concentration (MIC) and the effect in the bacterial plate formation. The MIC value obtained for the essential oil was 100 mu g/mL (1 %). The mouthwash pharmaceutical formulation containing commercial essential oil of T. vulgaris was preparated. Microbiological and macroscopic analysis as well as analyses for MEV confirmed the effectiveness of this new alcohol-free mouthwash formulation containing essential oil of T. vulgaris as agent with plaque-inhibiting properties and possible application in the preventive dentistry. The chemical characterization of the bioactive essential oil was accomplished by CG-MS, being verified the presence of carvacrol, p-cimene and alpha-pinene as major constituents.

Evaluation of the Efficacy of a Dental Plaque Control Program in Autistic Patients

The aim of this study was to verify the efficacy of a programme for dental plaque control in autistics. Patients were evaluated on five occasions over a period of 180 days using the following instruments: OHI-S, DMF-T, the Fonnes brushing technique and diet questionnaire. Participants were divided into two groups according to level of co-operation on the programme: Group A (co-operative) and Group B (non-cooperative). A statistically significant improvement (p < 0.001) in Oral Hygiene was attained, with 84.2% showing regular or satisfactory hygiene at study end-point. Conclusion: Groups A and B both showed improvement in hygiene (p < 0.001 and p = 0.004), but improvement was significantly higher among co-operative patients (p < 0.001 at 180 days), who also had a higher mean age (p = 0.02).

Milia en plaque

Milia en plaque is a rare type of primary milia. Issues related to esthetics and differential diagnoses represent a concern to patients and a challenge for physicians. In this paper, a case of milia en plaque is reported and a review of the literature is described.

Detection of Herpesviruses and Periodontal Pathogens in Subgingival Plaque of Patients With Chronic Periodontitis, Generalized Aggressive Periodontitis, or Gingivitis

Background: Herpesviruses may be related to the etiology of aggressive periodontitis (AgP) and chronic periodontitis (CP) by triggering periodontal destruction or by increasing the risk for bacterial infection. This case-control study evaluated the presence of herpes simplex virus type 1 (HSV-1), Epstein-Barr virus type 1 (EBV-1), human cytomegalovirus (HCMV), Aggregatibacter actinomycetemcomitans (previously Actinobacillus actinomycetemcomitans), Porphyromonas gingivalis, Prevotella intermedia, and Tannerella forsythia (previously T. forsythensis) in patients with generalized AgP (AgP group), CP (CP group), or gingivitis (G group) and in healthy individuals (C group). Methods: Subgingival plaque samples were collected with paper points from 30 patients in each group. The nested polymerase chain reaction (PCR) method was used to detect HSV-1, EBV-1, and HCMV. Bacteria were identified by 16S rRNA-based PCR. Results: HSV-1, HCMV, and EBV-1 were detected in 86.7%, 46.7%, and 33.3% of the AgP group, respectively; in 40.0%, 50.0%, and 46.7% of the CP group, respectively; in 53.3%, 40.0%, and 20.0% of the G group, respectively; and in 20.0%, 56.7%, and 0.0% of the C group, respectively. A. actinomycetemcomitans was detected significantly more often in the AgP group compared to the other groups (P<0.005). P. gingivalis and T. forsythia were identified more frequently in AgP and CP groups, and AgP, CP, and G groups had higher frequencies of P. intermedia compared to the C group. Conclusion: In Brazilian patients, HSV-1 and EBV-1, rather than HCMV, were more frequently associated with CP and AgP. J Periodontol 2008;79:2313-2321.

Early dental plaque formation on toothbrushed titanium implant surfaces

Purpose: To evaluate the qualitative and quantitative differences on dental plaque formation on two different roughness titanium implant surfaces, i.e. machined and titanium plasma sprayed, as well as the amount of plaque removal by regular toothbrushing after 72-hour plaque accumulation. Methods: Eight systemically healthy subjects were recruited from the patient pool of a private dental practice. All patients underwent oral hygiene instruction and full mouth prophylaxis. Subsequently, maxillary casts from all patients were obtained and removable 0.7 mm-thick acetate stents without occlusal contact points were fabricated to support four titanium specimens of 4x2x2 mm divided into two groups (machined and plasma sprayed). Subjects were instructed to wear the stents for 72 hours, full time, removing them only during regular oral hygiene. Subsequently, the appliances were immediately repositioned and then the test side was brushed for 20 seconds. At the end of the 72-hour period, the stents were removed and prepared for microbiological analysis. Results: Both machined and plasma sprayed brushed surfaces presented statistically significant fewer bacteria than non-brushed surfaces. Similarly, regarding surface roughness, machined surfaces presented a total number of bacteria significantly smaller than those presented by plasma sprayed surfaces (P< 0.05). Statistically, the non-brushed machined turned surfaces presented a greater amount of Streptoccocus sp. when compared to the brushed machined surfaces. It was concluded that rough surfaces accumulated more dental plaque than polished surfaces. Both brushed surfaces presented less plaque accumulation, however, implant brushing was more effective on machined surfaces. (Am J Dent 2008;21:318-322).