Dissertations / Theses on the topic 'Troubles du métabolisme des lipides'

La revue générale est consacrée au métabolisme des triglycérides et esters de cholestérol cellulaires d'origines exogène et endogène ainsi qu'aux divers systèmes enzymatiques impliques dans leur dégradation. Elle fait également le point sur la myopathie a surcharge lipidique multisystemique, (ou neutral lipid storage disease, nlsd) et sur la maladie de wolman, maladies génétiques présentant respectivement un blocage de la dégradation des triglycérides cytoplasmiques et lysosomiques. Les cellules de ces maladies nous servent de modèle pour les études de compartimentation métabolique. La dégradation des triglycérides et des esters de cholestérol apportes par les hdl dans les fibroblastes semble se produire dans des compartiments subcellulaires extra-lysosomiques similaires a ceux impliques dans la dégradation des triglycérides et esters de cholestérol d'origine endogène. Les triglycérides neosynthetises par la cellule ou apportes par les hdl s'accumulent dans les fibroblastes de nlsd, alors que les esters de cholestérol sont dégrades normalement (febs lett. , 1993, 328, 230-234). Les triglycérides lies aux hdl sont captes sélectivement sans internalisation des apoprotéines (biochem. J. , 1994, 297, 467-473). Il existe deux systèmes enzymatiques différents impliques dans la dégradation des triglycérides endogènes en fonction de la longueur de chaîne des acides gras incorpores. Au dessous de 10 atomes de carbone, les enzymes impliques seraient apparentes a des carboxylesterases (non déficitaire dans la nlsd). Au dessus de 10 atomes de carbone, les triglycérides seraient degrades par la lipase neutre cytoplasmique (déficitaire dans la nlsd). La lipase neutre est transférée du cytosol vers les membranes lors de la charge en acide oléique dans les cellules normales alors que dans les cellules de nlsd elle reste cytosolique. Cette translocation peut être bloquée par des inhibiteurs de la synthèse protéique ainsi que par un inhibiteur de la protéine kinase c. Enfin la dernière partie de notre travail expérimental a consiste en une thérapie génique des cellules de nlsd par transsection avec de l'ADN génomique murin puis sélection des cellules corrigées par photosensibilisation

Mycobacterium kansasii et mycobacterium gastri sont deux especes mycobacteriennes considerees par certains auteurs comme identiques. Pourtant, si m. Kansasii est l'agent etiologique de tuberculoses disseminees, frequemment rencontrees chez les porteurs sains du virus hiv, m. Gastri qui n'a jamais ete associee a une maladie est consideree comme non-pathogene. Les etudes precedentes ont montre dans la paroi de m. Kansasii de deux antigenes specifiques d'espece: les glycolipides phenoliques (phe gi) et les lipooligosaccharides (los). L'objectif de cette these concerne la recherche et l'analyse structurale de ces glycolipides immunoreactifs permettant la differenciation de ces deux especes et d'autre part l'approfondissement des connaissances au niveau moleculaire de la pathogenicite de m. Kansasii. Une nouvelle structure a ete proposee pour le glycolipide phenolique majeur de m. Kansasii: k-l. Ce compose antigenique et immunogene se caracterise par un haptene tres particulier, un monosaccharide pour la premiere fois decrit dans la nature. Grace a la synthese des 2 enantiomeres d et l de ce monosaccharide, nous avons montre le caractere immunodominant de ce monosaccharide distal, l'epitope ayant ensuite ete delimite au disaccharide terminal monoacetyle. Nous avons recherche et purifie les glycolipides phenoliques plus polaires que k-i et quantitativement mineurs: k-ii, k-iii et k-iv. Ces glycolipides se sont reveles etre partages par les deux especes. Un des membres de cette famille (k-iv) a fait l'objet d'une etude rmn 2d. Aucune structure specifique a l'espece m. Kansasii n'a donc ete mise en evidence parmi les glycolipides phenoliques et nous avons alors entrepris l'analyse des los. Une nouvelle famille de molecules a ete mise en evidence chez m. Gastri. L'analyse structurale de l'un de ses composes a ete realisee et repose essentiellement sur des donnees rmn et de spectrometrie de masse. Cette etude a notamment permis de caracteriser le monosaccharide distal de structure particuliere

La prévention et le traitement de l'athérosclérose nécessitent la réduction des facteurs de risque d'athérome et la compréhension des mécanismes conduisant à l'accumulation de cholestérol dans les cellules spumeuses de la plaque d'athérome. Les fibrates, ligands agonistes des récepteurs nucléaires PPAR, réduisent le risque d'athérome, en particulier par leur action hypolipidémiante. Nous avons montré dans une première étude que cette amélioration du profil lipidique par les fibrates chez des sujets diabétiques de type 2 implique une réduction de la lipogenèse hépatique, participant à la baisse des triglycérides plasmatiques, et une stimulation de l'expression du transporteur ABCA1, protéine clef de l'efflux de cholestérol hors des cellules et de la voie de retour du cholestérol, favorisant l'augmentation des concentrations d'HDL-cholestérol. Dans une deuxième étude nous avons comparé l'expression de gènes régulateurs du métabolisme du cholestérol dans les plaques d'athérome carotidien humain par rapport au tissu artériel situé au voisinage de la plaque. Les quantités de protéine ABCA1 sont diminuées de manière majeure dans la plaque, ce qui réduit les capacités d'efflux de cholestérol, alors que l'expression de CD36, impliqué dans la captation du cholestérol, est augmentée. Ces deux modifications favorisent le dépôt de cholestérol. De plus l'expression de protéines entourant les gouttelettes lipidiques, ADRP et périlipine, est au contraire augmentée dans les plaques. Si lors rôle est comparable à celui décrit dans les adipocytes, ces deux protéines pourraient contribuer aussi à la constitution et au maintien des dépôts de cholestérol dans la plaque

La biodisponibilité des nutriments lipidiques dépend d'un processus physico-chimique et enzymatique complexe : digestion par les lipases dans l'estomac puis l'intestin, absorption par les entérocytes et transport vers les cellules utilisatrices. L'altération physiologique (nouveau-né, personne âgée) ou pathologique (mucoviscidose, pancréatite) de ce processus réduit la biodisponibilité des acides gras essentiels, indispensables au développement et au fonctionnement des cellules de l'organisme. Ce mémoire présente des stratégies permettant d'améliorer la biodisponibilité des nutriments lipidiques chez l'insuffisant pancréatique, en utilisant les propriétés physico-chimiques des lipides. En effet, elles déterminent des caractéristiques primordiales de l'interface lipidique (superficie, composition), au niveau de laquelle se déroule l'hydrolyse enzymatique. Nos travaux montrent, in vitro dans des conditions proche de la physiologie, que le type de phospholipide entrant dans la composition d'une émulsion de trioléine, ou l'ajout d'un type donné d'acide gras libre dans le mélange lipidique avant l'émulsification, modifie la taille et le potentiel zêta des globules lipidiques, influence l'action des lipases gastrique, pancréatique et stimulée par les sels biliaires, et module l'absorption des acides gras par des cellules Caco-2. Un effet majeur est obtenu avec le lysophosphatidylinositol, rendant ce lipide potentiellement utilisable en nutrition clinique. Il présente un comportement interfacial étonnant (aire moléculaire, compressibilité) et son mécanisme d'action associe des effets indirects (modifications de l'interface lipidique) et directs (interactions avec les lipases).

L'obésité, le diabète de type 2 et la résistance à l'insuline font partie du syndrome métabolique : ensemble de pathologies métaboliques qui augmentent les risques de maladies et d'accidents cardiovasculaires. Ces pathologies sont généralement associées à des anomalies métaboliques impliquant des dérégulations au niveau de la production et de la sécrétion, de cytokines, d'hormones, et de facteurs de croissance, notamment ceux impliqués dans le métabolisme des lipides et des glucides tels que les adipocytokines : protéines biologiquement actives et produites par le tissu adipeux. L'adiponectine est une adipocytokine (hormone) dont la réduction de l'expression dans le tissu adipeux et des taux plasmatiques, est étroitement reliée à diverses pathologies métaboliques. Dans ce travail nous avons montré que dans le modèle de rat Zucker obèse (fa/fa), l'antagoniste des récepteurs CB1 (SR141716) qui présente une puissante activité anti-obésité (réduction de la prise alimentaire et du poids corporel) est capable de stimuler l'expression de l'adiponectine dans le tissu adipeux et d'augmenter ses taux plasmatiques, en agissant directement sur les cellules adipocytaires. Cet effet du SR141716 implique les récepteurs CB1 exprimés dans ces cellules. De plus, le SR141716 est aussi capable de réduire l'hyperinsulinémie associée à ce modèle d'obésité et de maladies métaboliques. La régulation de l'adiponectine et de l'insuline (hormones impliquées dans le métabolisme des lipides et des glucides) peut être un des mécanismes par lequel le SR141716 exerce ses effets anti-obésité. Ces résultats mettent en évidence un effet périphérique et métabolique du SR141716, notamment au niveau du tissu adipeux. Nous avons aussi montré que le SR141716 est capable d'inhiber la prolifération des préadipocytes de souris 3T3 F442A en culture et d'augmenter l'expression de deux marqueurs tardifs de la différenciation adipocytaire, sans induire l'accumulation de lipides dans ces cellules. Ces résultats suggèrent que le SR141716 peut restaurer au moins en partie, l'intégrité structurale et fonctionnelle du tissu adipeux. Cet effet participe sûrement à l'activité anti-obésité du SR141716, notamment à la réduction de la masse graisseuse. Nous avons également montré que le traitement des rats Zucker obèses (fa/fa) par le SR141716, abolit complètement la stéatohépatite, améliore la dyslipidémie et réduit nettement la composante inflammatoire associée à l'obésité en diminuant les taux plasmatiques et hépatiques du TNF. Ces résultats suggèrent un rôle hépato-protecteur et anti-syndrome métabolique du SR141716. L'ensemble de nos travaux met en évidence le rôle des récepteurs CB1 périphériques notamment au niveau du tissu adipeux dans la physiopathologie de l'obésité et du syndrome métabolique et suggère que la régulation de l'expression de l'adiponectine au niveau du tissu adipeux, est un des principaux médiateurs impliqués dans les effets anti-obésité et anti-syndrome métabolique de l'antagoniste des récepteurs CB1, le SR141716

Le Syndrome métabolique (SMet) traduit le développement de désordres glucidiques et lipidiques résultant d’une balance énergétique positive. Par ses caractéristiques, le SMet est un facteur de risque de développer un diabète de type 2 qui se caractérise dans ses formes pathologiques par des altérations vasculaires, en particulier au niveau de la rétine, créant ainsi une rétinopathie diabétique (RD). Fortement vascularisée et bien que présentant une barrière hémato-rétinienne qui limite l’entrée de composés sanguins, la rétine subit les variations métaboliques. Les conséquences du SMet dans la rétine sont peu étudiées, alors même qu’une prise en charge précoce pourrait diminuer leur importance. A cet égard, une alimentation à la fois riche en acides gras polyinsaturés (AGPI) à longue chaîne de type oméga 3, comme l’acide docosahexaénoïque (DHA) et l’acide eicosapentaénoïque (EPA) et pauvre en oméga 6 participerait à la prévention de l’insulinorésistance, une composante du SMet, et serait protectrice vis-à-vis des premiers stades de la dégénérescence maculaire liée à l’âge (DMLA) et du vieillissement de la rétine. La biodisponibilité des AGPI oméga 3 dans la rétine, est un paramètre à prendre en compte pour bénéficier de leurs effets protecteurs. Pourtant, ces données, selon la source de provenance des AGPI, sont peu accessibles et méritent d’être étudiées. Nous voulions d’abord évaluer l’effet d’un régime diabétogène sur le métabolisme glucidique et lipidique chez le rat pour, de manière concomitante, en étudier les conséquences fonctionnelles et structurales sur la rétine. Notre second objectif était de comparer l’intégration de plusieurs formulations à base de phospholipides ou triglycérides, portant EPA ou DHA, dans la rétine.Ainsi, des rats Brown Norway ont été nourris avec un régime composé de 60% de fructose et 10% de lipides saturés (HFHF). L’étude du métabolisme glucidique a révélé une hyperglycémie à jeun, une intolérance au glucose et une résistance à l’insuline dès 8 jours de régime. D’autre part, nos analyses n’ont pas révélé de dyslipidémie. Ainsi, compte tenu de la résistance de ces rats à développer de manière précoce des altérations d’un mécanisme clé du syndrome métabolique comme la dyslipidémie, nous avons réalisé une étude comparative entre rats Brown Norway (BN) et Wistar (W) soumis au régime HFHF. Cette étude a révélé que les rats W étaient plus sensibles aux dérégulations lipidiques. Toutefois, les rats W n’ont pas développé d’insulinorésistance, et présentaient une hyperglycémie à jeun plus tardive que les rats BN. En complément de ces données, les analyses fonctionnelles de la rétine des rats BN par électrorétinographie ont révélé une diminution de sensibilité des photorécepteurs de type cône, après 4 semaines de régime HFHF. De plis, nos résultats indiquent que le régime HFHF constitue un terrain favorable au développement néovasculaire dans la rétine, avec une exacerbation de l’activation des cellules de Müller.Dans l’objectif d’optimiser la forme d’apport en acides gras à effets protecteurs de la rétine, nous souhaitions comparer l’intégration du DHA dans la rétine apporté par différentes sources de lipides intégrées dans l’alimentation de rats Wistar. L’apport consistait principalement en EPA ou en DHA, soit sous forme de phospholipides, soit sous forme de triglycérides. Nos données mettent principalement en évidence un enrichissement de la couche des photorécepteurs dans une zone à proximité du nerf optique, ceci quelle que soit la formule lipidique considérée. Nos données quantitatives révèlent quant à elles une meilleure intégration du DHA, estérifié sur les phosphatidylcholines de la rétine lorsque l’EPA est apporté sous forme de phospholipides, et que le DHA est apporté par les phospholipides ou les triglycérides. L’ensemble des régimes permettent d’augmenter la teneur en AGPI à très longue chaîne dans la rétine
Metabolic syndrome (MetS) results from carbohydrate and lipid disorders that originate from misbalanced energy metabolism. MetS is a risk factor for type 2 diabetes that, in pathophysiological conditions, is characterized by vascular alterations, particularly in the retina, creating the diabetic retinopathy (DR). Despite it presents a barrier limiting the input of blood factors, the retina is under metabolic variations. The consequences of MetS in the retina have not been characterized. MetS would be responsible for the inflammation and microvascular alterations in the retina and could participate to the development of age-related macular degeneration (AMD). A diet rich in omega-3 long chain polyunsaturated fatty acids (LC-PUFA) i.e. docosahexaenoic acid (DHA) and eicosapentaenoic acid (EPA) and low omega-6 fatty acid, should participate to the prevention of insulin resistance, a feature of MetS. Such diet would be protective against AMD, the leading cause of visual impairment after the age of 55 years in Western populations. Meanwhile, the bioavailability of omega-3 in the retina, is a parameter to consider to fully take advantages of their protective effects. Yet, data on the bioavailability of fatty acids from different origins are sparse and need to be studied.Our first goal was to associate metabolic and retinal disturbances in the context of MetS. For that purpose, we evaluated the impact of a pro diabetic diet on carbohydrate and lipid metabolism in the rat, and further analyzed the function and structure of the retina. Our second objective was to compare the efficacy of phospholipids and triglycerides to improve the incorporation of omega-3 LC-PUFA in the retina and others tissues in the rat.Brown Norway (BN) rats were fed with a 60% fructose and 10% saturated lipid diet (HFHF). The results revealed fasted hyperglycaemia, glucose intolerance and insulin resistance at 8 days and afterwards, without dyslipidaemia. Thus, considering the resistance of BN rats to develop dyslipidaemia, we performed a comparative study with BN and W rats by feeding them with HFHF. Our results showed that W rats were more sensitive to lipid deregulations. However, they did not develop insulin resistance, and developed hyperglycaemia later than BN. Regarding these data, functional analyses of retina by electroretinography was performed in BN. Electroretinograms revealed a loss of cone photoreceptor sensitivity after 4 weeks of HFHF diet without other functional dysfunction.In one independent group of BN rats, choroidal neovascularization was induced by rupture of Bruch’s membrane with impact lasers in eye fundus. Retinal angiography revealed that feeding HFHF diet during 4 weeks favoured neovascular development in the retina, and activated Müller cells. Then, we wanted to compare omega-3 LC-PUFA integration in the retina by feeding Wistar rats with 6 different lipid sources. The strength of this work was to use either phospholipids, triglycerides or a mix of both, that contained either EPA or DHA as the prominent omega-3 fatty acid. Our qualitative data revealed an increase of DHA in the retina, particularly in the photoreceptor layer, around the optic nerve, regardless lipid formula. Our quantitative data revealed a better integration of DHA, particularly DHA-containing phosphatidylcholine, in the retina, when EPA is provided esterified on phospholipids, and DHA is provided on both, phospholipids and triglycerides. All the supplemented diets allowed an increase in very long chain-PUFAs in the retina

Le but de ce travail est d'étudier les effets de l'hypotrophie et de la macrosomie foetales sur le métabolisme des lipides et des lipoprotéines. Les teneurs sériques en lipides, lipoprotéines, la composition en acides gras des triglycérides, phospholipides et esters de cholestérol, et l'activité de la lecithine : cholestérol acyltransférase (LCAT) sont déterminées chez trois populations de nouveau-nés a terme : des nouveau-nés hypotrophes (PN< 2500 g), des nouveau-nés macrosomiques (PN > 4000 g) nés de mères diabétiques ou de mères obèses, et sont comparées dans chaque cas à celles obtenues chez des nouveau-nés témoins de mères normales (PN entre 2600 et 3800 g). L'utilisation d'un modèle animal, le nouveau-né macrosomique de ratte rendue diabétique par la streptozotocine, a permis de mieux cerner les conséquences de la macrosomie pour le foetus et la durée de ses effets à long terme. A la naissance, chez les hypotrophes, les teneurs sériques en triglycérides (TG) et VLDL sont plus élevées, tandis que celles en phospholipides (PL), cholestérol, LDL , HDL#2 ET HDL#3 sont plus faibles, comparées aux valeurs des nouveau-nés témoins. L'activité de la LCAT est réduite. Chez les nouveau-nés macrosomiques de mères diabétiques ou obèses, une augmentation des lipides sériques et des lipoprotéines est notée. De plus, la composition en acides gras des TG, PL ET EC sériques est modifiée avec une augmentation des pourcentages du C18:2N-6 et du C20:4N-6 et une diminution de ceux des acides gras satures. L'hypertriglycéridémie, l'enrichissement des HDL en triglycérides et la réduction du rapport apo A-I/B chez les macrosomiques à la naissance sont aussi présents chez leurs mères. Tout comme les nouveau-nés macrosomiques humains, les rats macrosomiques (PN>1,7sd de la moyenne des PN des témoins) montrent, à la naissance, un hyperinsulinisme, une hyperglycémie, une hyperlipidémie et une hyperlipoprotéinémie. Ces rats ont une croissance accélérée et un excès de tissu adipeux, qui entraine une obésité jusqu'a 3 mois de vie. Les activités des enzymes lipoprotéine lipase adipocytaire, LCAT, 7-hydroxylase, hydroxy méthyl glutaryl-coa réductase, acyl-coa : cholestérol acyltransférase et lipase hépatique sont augmentées chez les macrosomiques. A l'age de 1 mois, les teneurs en lipides hépatiques et en lipoprotéines sériques chez les rats macrosomiques sont similaires à celles des témoins. A l’âge de 2 mois, une augmentation des triglycérides hépatiques et des VLDL est notée chez les macrosomiques femelles. A l’âge de 3 mois, les macrosomiques mâles et femelles présentent une élévation des teneurs en lipides hépatiques, associée à une augmentation des teneurs en VLDL, LDL ET HDL sériques. En conclusion, l'hypotrophie perturbe le métabolisme des lipoprotéines, de la même façon que le marasme chez les enfants plus âgés. La macrosomie fœtale est associée a des altérations du métabolisme des lipides et des lipoprotéines, qui peuvent prédisposer à certaines maladies métaboliques à l’âge adulte (diabètes, obésité, athérosclérose).

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2012-2013.
L’obésité et le diabète de type 2 (T2D) sont étroitement associés à la résistance à l’insuline, une maladie métabolique qui se développe suite à un défaut causé par une réduction de la signalisation de l’insuline et de sa clairance. Afin de comprendre la pathogenèse de la résistance à l’insuline plusieurs molécules qui régulent les voies de signalisation ainsi que la clairance sous contrôle du récepteur à l’insuline ont été étudiées, incluant la protéine tyrosine phosphatase (PTP) SHP1 et la molécule carcinoembryonic antigen-related cell adhesion molecule 1 (CEACAM1 or CC1) qui est régulée en aval sous le contrôle de SHP1. Les nombreuses isoformes de CC1 contribuent à différentes fonctions cellulaires. Dans le foie, l’isoforme CC1-L, qui est phosphorylée sur tyrosine (Tyr), joue un rôle métabolique essentiel dans la régulation de la clairance de l’insuline et dans la suppression de l’activité de la synthase des acides gras (FAS). Nous avons démontré que des souris invalidées pour CC1 (Cc1-/-) sous un régime standard faible en gras (SD) développent néanmoins une importante stéatose hépatique qui est démontré par une augmentation de triglycérides, de cholestérol total ainsi que de cholestérol estérifié dans le foie. Sous un régime contenant 55% de gras (HFD) ces mêmes souris démontrent une prédisposition au développement de la stéatose et dysfonction hépatique induite par le régime, indiqués par une accumulation de lipides hépatiques et une augmentation d’enzymes marqueurs de dommage hépatique dans la circulation. La stéatose hépatique dans la souris Cc1-/- est liée à une augmentation significative d’importantes enzymes lipogéniques et de la synthèse du cholestérol qui sont régulés suite à une augmentation de l’activité nucléaire des facteurs de transcription Srebp1c et Srebp2. Comparées aux souris contrôle sauvages (WT) les souris CC1-/- ont démontré une réduction de la clairance de l’insuline, une intolérance au glucose, une résistance à l’insuline hépatique et une augmentation d’expression des activateurs transcriptionels hépatiques PGC-1 et FoxO1. L’absence de CC1 a aussi exacerbé l’intolérance au glucose et la résistance à l’insuline hépatique induite par le régime à haute teneur de gras mais la clairance de l’insuline n’était pas diminuée dans les souris Cc1 -/-. Nos donnés indiquent que CC1 est un important régulateur de la lipogénèse hépatique et que les souris CC1-/- sont prédisposées à développer une stéatose hépatique qui mène à une résistance à l’insuline hépatique et des dommages dans le foie qui sont surtout évidentes sous un régime riche en lipides. Une importante Tyr phosphatase de CC1 est SHP1. Précédemment nous avons démontré que SHP1 est un important régulateur de l’homéostasie du glucose et de la clairance de l’insuline par le foie, cependant son rôle dans l’obésité liée au diabète reste méconnu. Nous rapportons ici que l’expression de SHP1 est significativement augmentée dans les tissus métaboliques de souris obèses sous régime HFD. Nous avons généré des souris invalidées pour SHP1 spécifiquement dans les hépatocytes (Ptpn6H-KO) pour investiguer le rôle de SHP1 dans le développement de la résistance à l’insuline et de la stéatose hépatique. Sous régime HFD les souris Ptpn6H-KO deviennent aussi obèses que les souris non invalidées pour SHP1 (Ptpn6f/f). Malgré ceci les souris Ptpn6H-KO démontrent une amélioration de la glycémie à jeun et une protection contre la résistance à l’insuline induite par l’obésité qui est confirmée par la suppression de la synthèse de glucose hépatique ainsi qu’une amélioration de l’activation du récepteur pour l’insuline avec une augmentation concomitante des voies de signalisation Akt. Il est aussi possible que la clairance de l’insuline accrue qu’on observe dans les souris Ptpn6H-KO soit due à une augmentation de la phosphorylation sur tyrosine de CC1. Les souris obèses Ptpn6H-KO montrent une augmentation de stéatose hépatique qui est le résultat de 1) une augmentation de lipogénèse hépatique associée à une augmentation importante de l’activité et de l’expression de SREBP-1 et des enzymes lipogéniques en aval FAS et ACC, 2) une augmentation de la captation postprandiale des acides gras qui est possiblement liée à une augmentation de l’expression du gène et de l’activité nucléaire de PPARγ, 3) une diminution de la sécrétion des triglycérides et de l’apolipoprotéine B sous le forme de lipoprotéines de très basse densité (VLDL). Étonnamment, malgré le niveau élevé de stéatose hépatique, le profil inflammatoire dans le foie des souris Ptpn6H-KO était similaire ou même amélioré comparé aux souris contrôles Ptpn6f/f et ceci était accompagné d’une diminution de dommage hépatocellulaire. Ces résultats démontrent que SHP1 est un nouveau médiateur de la résistance à l’insuline dans les hépatocytes et contribue à la détérioration du métabolisme du glucose induite par l’obésité. Chez la souris Ptpn6H-KO la stéatose hépatique induite par le régime suggère par ailleurs un autre rôle de SHP1 dans la régulation du métabolisme hépatique des lipides. Malgré le fait que CC1 et SHP1 se retrouvent dans le même complexe que Cdk2 et le récepteur de l’insuline, ils jouent des rôles opposés, CC1 étant un régulateur positif et SHP1 un régulateur négatif de la clairance de l’insuline. Ceci est en accord avec la régulation hépatique par le glucose des voies de signalisation de l’insuline pour ces deux molécules car les souris Cc1-/- démontrent une détérioration du métabolisme du glucose et de la signalisation de l’insuline alors que les souris Ptpn6H-KO démontrent une amélioration. Notre observation de stéatose hépatique chez ces deux modèles animaux suggère que CC1 et SHP1 limitent la synthèse et l’entreposage des lipides hépatiques de façon dépendante ou indépendante de la signalisation de l’insuline. Les résultats de ces études utilisant des modèles invalidés pour CC1 ou SHP1 révèlent des mécanismes du contrôle de la synthèse de glucose hépatique et du métabolisme des lipides qui sont très complexes et distincts. En plus ces résultats nous apportent une compréhension importante de la régulation hépatique de l’action et de la clairance de l’insuline.
Obesity and type 2 diabetes mellitus (T2D) are tightly associated with a common link, insulin resistance, a metabolic disorder developed from defective insulin action involving impaired insulin signaling and clearance. To investigate the pathogenesis of insulin resistance, many molecules modulating its signaling pathways as well as insulin receptor-mediated insulin clearance have been studied, including the protein tyrosine phosphatase (PTP) SHP1 and its regulated downstream molecule carcinoembryonic antigen-related cell adhesion molecule 1 (CEACAM1 or CC1). CC1 in multiple isoforms contributes differentially to various cellular functions, the tyrosine (Tyr)-phosphorylated isoform of CC1 (CC1-L) is known to play an essential metabolic role in the hepatic regulation of insulin clearance and insulin-mediated acute inhibition of fatty acid synthase (FAS) activity. We have found that CC1-deficient (Cc1-/-) mice on standard diet (SD) already develop spontaneous hepatic steatosis with significantly elevated accretion of triglyceride (TG), total and esterified cholesterol. When challenged with a 55% kcal high-fat diet (HFD), these mice show greater susceptibility to the development of diet-induced hepatic steatosis and dysfunction, indicated by higher hepatic lipid content and serum levels of hepatic enzymes as markers of liver damage. Hepatic steatosis in the Cc1-/- mice is linked to a significant increase of key lipogenic (FAS, ACC) and cholesterol synthetic (HMGCR) enzymes, which is a result of increased nuclear activity of their positive gene transcription factors Srebp1c and Srebp2. Compared to their wild-type (WT) littermate controls, Cc1-/- mice exhibited impaired insulin clearance, glucose intolerance, liver insulin resistance, and elevated hepatic key gluconeogenic transcriptional activators Pgc1 and FoxO1. Lack of CC1 also exacerbated the HFD-induced glucose intolerance and hepatic insulin resistance, while insulin clearance was not further deteriorated. These data demonstrate that CC1 is a key regulator of hepatic lipogenesis and that Cc1-/- mice are predisposed to liver steatosis, leading to hepatic insulin resistance and liver damage, particularly when chronically exposed to dietary fat. An important Tyr phosphatase of CC1, SHP1, has been found previously by our lab to regulate glucose homeostasis and liver insulin clearance, but its potential implication in obesity-linked insulin resistance and hepatic steatosis has not yet been examined. We hereby report that SHP1 expression is significantly upregulated in metabolic tissues of HFD-fed obese mice. We have also further investigated the role of hepatocyte SHP1 in promoting insulin resistance and hepatic steatosis by generating hepatocyte-specific SHP1 knockout mice (Ptpn6H-KO). Upon HFD feeding, Ptpn6H-KO mice develop obesity as their Ptpn6f/f littermates. With consistently improved fasting glycemia, these mice are protected from obesity-induced liver insulin resistance as revealed by normalized insulin suppression of hepatic glucose production and hepatic insulin signaling with improved activation of insulin receptor and downstream signaling through Akt. More rapid insulin clearance in Ptpn6H-KO mice due to heightened CC1 tyrosine phosphorylation is also a possible contribution to the improved insulin action. Unexpectedly, obese Ptpn6H-KO mice exhibit enhanced hepatic steatosis. In detailed mechanisms, this is a result of 1) augmented hepatic lipogenesis, marked by upregulated activity and expression of SREBP-1 as well as the downstream regulated lipogenic enzymes such as FAS and ACC, 2) increased postprandial fatty acid uptake, possibly linked to the upregulation of PPAR gene expression and nuclear activity, and 3) decreased postprandial TG output in apolipoprotein B (ApoB)-associated lipoprotein particles, i.e. very low density lipoprotein (VLDL). More interestingly, the steatotic livers of these Ptpn6H-KO mice display comparable or even reduced level of inflammation accompanied by significantly less hepatocellular damage than that in their Ptpn6f/f counterparts. These results present hepatocyte SHP1 as a novel mediator of insulin resistance compromising hepatic glucose metabolism in diet-induced obesity. The enhanced diet-induced hepatic steatosis in Ptpn6H-KO mice provides a new role for SHP1 in liver lipid metabolism and further supports the bifurcation of insulin signaling in the regulation of hepatic glucose and lipid homeostasis or also confirms a possible disconnection between hepatic regulation of glucose and lipid metabolism. Although both CC1 and SHP1 are found in the same complex with Cdk2 and insulin receptor to regulate insulin clearance, they play opposing roles as CC1 is the positive regulator and SHP1 being the negative one. This is in accordance with the hepatic glucoregulation of insulin signaling for both molecules, since Cc1-/- mice show impaired glucose metabolism and insulin signaling whereas Ptpn6H-KO mice exhibit improvement. Interestingly, our observation of hepatic steatosis in both animal models, though with different characteristics, suggests that both CC1 and SHP1 limit hepatic lipid synthesis and storage, dependent or independent of insulin signaling. Findings from these studies using animal models lacking CC1 and SHP1 reveal complex and differential regulatory mechanisms of hepatic glucose and lipid metabolism, and they also provide important understanding of the hepatic regulation of insulin action and clearance.

La lipodystrophie congénitale généralisée de Berardinelli-Seip (BSCL) est une maladie génétique rare caractérisée par une absence quasi totale de tissu adipeux, associée une insulinorésistance sévère. La BSCL est due dans 50% des cas à la mutation du gène BSCL2, codant la “ seipine ” dont la fonction précise demeure largement inconnue. Nous avons mis en évidence que la déficience en seipine entraînait un défaut dans la différenciation adipocytaire, corrigé par les thiazolidinediones (TZD). Dans notre modèle de souris Bscl2-/-, un traitement par les TZD augmente la masse du tissu adipeux ainsi que la sécrétion d’adiponectine, améliorant ainsi l’insulinorésistance. Afin de mieux caractériser les conséquences de la lipodystrophie, nous avons étudié la réponse des souris Bscl2-/- à des stress métaboliques (froid, jeûne), mettant en évidence le rôle central de la dysfonction du tissu adipeux blanc dans l’inflexibilité métabolique. Au-delà du rôle dans l’adipogénèse, nous avons montré que la seipine est essentielle dans l’adipocyte mature. Le knock-down de la seipine dans l’adipocyte mature déclenche un stress cellulaire menant à l’apoptose, révélant un rôle de la seipine dans le maintien de l’adipocyte. Le fibroblast-growth-factor 21 (FGF21) empêche la dégradation des adipocytes, préservant ainsi le tissu adipeux résiduel in vivo. Ainsi, la seipine joue un rôle pour l’induction et le maintien du phénotype adipocytaire. Bien que la fonction exacte de la seipine reste encore imprécise, nos résultats apportent une meilleure compréhension de la lipodystrophie due à l’absence de seipine, et mettent en évidence les effets bénéfiques d’approches thérapeutiques ciblant le tissu adipeux
Berardinelli-Seip congenital lipodystrophy (BSCL) is a rare genetic disease characterised by an almost complete lack of adipose tissue from birth, associated with severe insulin resistance. BSCL is caused by mutations occurring in the gene encoding seipin (BSCL2) in 50% of cases. Seipin function remains largely unknown at this time. Here, we showed that seipin deficiency impaired white adipocyte differentiation, which can be restored by thiazolidinediones (TZD). In our Bscl2 knock-out lipodystrophic mice model (Bscl2-/-), TZD treatment increased adipose tissue mass and adiponectin and leptin secretion, and consequently improved insulin resistance. To better characterize metabolic consequences of lipodystrophy, we studied Bscl2-/- mice adaptative responses to cold exposure or prolonged fasting. We highlighted a central role of white adipose tissue dysfunction in the metabolic inflexibility of Bscl2-/- mice. Beyond its role in adipocyte differentiation, we reported that seipin is essential for mature adipocyte. Seipin knock-down in differentiated adipocytes triggered cellular stress leading to adipocyte apoptosis, showing a role of seipin in adipocyte maintenance. Fibroblast growth factor 21 (FGF21) prevented seipin deficient adipocytes from degradation and preserved residual adipose tissue in vivo. In conclusion, our results highlight a role of seipin in both adipogenesis and mature adipocyte maintenance. Although the exact function of seipin remains to decipher, our results allow a better understanding of lipodystrophy due to seipin deficiency, and show beneficial effects of therapeutic approaches targeting adipose tissue

L'accumulation d'hépatocytes sénescents a été identifiée comme un facteur clé dans la progression des maladies du foie gras non alcooliques (NAFLDs), qui correspondent à un spectre de pathologies hépatiques chroniques, allant de la simple stéatose jusqu'au développement d'une stéato-hépatite non alcoolique (NASH), d'une cirrhose voire d'un carcinome hépatocellulaire (HCC). Cependant, les mécanismes et acteurs participant à la régulation de la sénescence au cours de la NASH sont encore peu décrits. L'objectif de cette thèse a donc été d'étudier les mécanismes contrôlant la sénescence des hépatocytes au cours du développement de la NASH. Grâce à des analyses transcriptomiques et protéiques, nous avons montré dans les foies de patients et de souris que la protéine FAT10 (human leukocyte antigen-F Adjacent Transcript 10), aussi appelée UBD (Ubiquitine D), est induite au cours de la NASH. Or, FAT10 est une protéine ubiquitin-like qui interagit avec différents partenaires jouant un rôle dans le métabolisme et la sénescence, nous avons donc émis l'hypothèse que FAT10 pourrait être impliquée dans le développement de la NASH, ainsi que dans l'induction et la propagation de la sénescence des hépatocytes. Dans un premier temps, nous avons montré dans les foies de patients NASH une corrélation positive entre l'expression de FAT10 et la gravité de la maladie. A l'inverse, l'expression de FAT10 diminue lorsque la maladie régresse. Nous avons montré spécifiquement dans les hépatocytes de souris NASH que l'expression de Fat10 corrèle négativement avec les voies du métabolisme des lipides, et que de manière intéressante, la diminution de l'expression de Fat10 dans les hépatocytes des souris NASH diminue la stéatose hépatique, en réduisant la taille et le nombre des gouttelettes lipidiques. Dans un second temps, nous avons montré une corrélation positive entre l'expression de FAT10 et celle des gènes de la sénescence au sein des foies de patients NASH. Cette corrélation est retrouvée spécifiquement dans les hépatocytes chez la souris atteinte de NASH. De plus, dans ce modèle murin, l'expression de Fat10 corrèle positivement avec l'activité SA-β-Gal (Senescence Associated-β-Galactosidase) du foie. In vitro, l'induction de la sénescence dans les hépatocytes humains par une irradiation ou un traitement à l'H2O2 permet d'induire la protéine FAT10 en tant qu'acteur du SASP (Senescence Associated Secretory Phenotype). De manière intéressante, l'inhibition de FAT10 dans ce modèle favorise l'induction et la propagation de la sénescence, par une augmentation de l'activité SA-β-Gal, une induction des gènes du SASP, un arrêt de la prolifération cellulaire accélérée, une induction des acteurs de la réponse aux dommages à l'ADN et une accumulation plus importante de gouttelettes lipidiques. A l'inverse, la surexpression stable de FAT10 dans les hépatocytes sénescents accélère la perte du statut sénescent (diminution de l'activité SA-β-Gal), et promeut l'échappement et l'acquisition d'un phénotype pro-cancéreux par les hépatocytes. Au final, ces données suggèrent que l'induction de FAT10 au sein des hépatocytes lors du développement de la NASH favorise la progression de la maladie, d'une part en altérant le métabolisme des lipides au sein des hépatocytes stéatosés, et d'autre part en favorisant progressivement l'échappement des hépatocytes sénescents à leur phénotype, ce qui pourrait conduire au développement de l'HCC
The accumulation of senescent hepatocytes has been identified as a key factor in the progression of non-alcoholic fatty liver diseases (NAFLDs), which correspond to a spectrum of chronic liver pathologies, ranging from simple steatosis to the development of non-alcoholic steatohepatitis (NASH), cirrhosis or even hepatocellular carcinoma (HCC). However, the mechanisms and actors involved in the regulation of senescence during NASH are still poorly described. The objective of this thesis was therefore to study the mechanisms controlling hepatocyte senescence during the development of NASH. Using transcriptomic and protein analyses, we have shown in the livers of patients and mice that the protein FAT10 (human leukocyte antigen-F Adjacent Transcript 10), also called UBD (Ubiquitin D), is induced during NASH. However, FAT10 is an ubiquitin-like protein that interacts with different partners playing a role in metabolism and senescence, we therefore hypothesized that FAT10 could be involved in the development of NASH, as well as in the induction and spread of hepatocyte senescence. First, we showed in the livers of NASH patients a positive correlation between the expression of FAT10 and the severity of the disease. Conversely, FAT10 expression decreases when the disease regresses. We showed specifically in hepatocytes of NASH mice that the expression of Fat10 negatively correlates with lipid metabolism pathways, and that interestingly, the decrease of Fat10 expression in NASH mice hepatocytes decreases hepatic steatosis, by reducing the size and number of lipid droplets. Secondly, we showed a positive correlation between the expression of FAT10 and of senescence genes in the livers of NASH patients. This correlation is found specifically in hepatocytes in mice. Furthermore, in this mouse model of NASH, Fat10 expression positively correlates with liver SA-β-Gal (Senescence Associated-β-Galactosidase) activity. In vitro, the induction of senescence in human hepatocytes by an irradiation or a treatment with H2O2 induces FAT10 protein as a SASP (Senescence Associated Secretory Phenotype) actor. Interestingly, FAT10 inhibition in this model promotes the induction and propagation of senescence, through an increase of SA-β-Gal activity, an induction of SASP genes, an accelerated cell proliferation arrest, an induction of the DNA damage response system and a greater accumulation of lipid droplets. Conversely, stable overexpression of FAT10 in senescent hepatocytes accelerates the loss of senescent status (decreased SA-β-Gal activity), and promotes the senescence escape and the acquisition of a pro-cancerous phenotype. In the end, all of these data suggest that the induction of FAT10 within hepatocytes during the development of NASH promotes the progression of the disease, on one hand by altering lipid metabolism within steatotic hepatocytes, and on the other hand by gradually promoting the escape of senescent hepatocytes, which could lead to the development of HCC

Le diabète de type 2 représente aujourd'hui 90 à 95% des cas de diabète. Il est caractérisé par une insulino-resistance et une altération de la fonction sécrétrice des cellules β-pancréatiques, responsables d'une hyperglycérrùe chronique. Les mécanismes mis en cause dans cette atteinte pancréatique restent actuellement mal compris. Dans une étude préliminaire nous avons démontré que le dysfonctionnement de la cellule β-pancréatique est partiellement dû à une action délétère des acides gras sur le système nerveux sympathique. L'objectif de cette thèse a été de déterminer les mécanismes cellules et moléculaires mis en jeu par les lipides pour altérer la régulation nerveuse de l'homéostasie glucidique. Grâce à un modèle de rat Wistar perfusé par voie intracérébroventriculaire d'une émulsion de triglycérides et d'héparine, nous avons démontré que les lipides peuvent agir sur le système nerveux central pour induire une hyperréponse insulino-sécrétoire au glucose. L'effet des lipides pourrait être relayé par une diminution du tonus sympathique pancréatique, comme en témoigne la mesure du renouvellement pancréatique de la noradrénaline. La sensibilité hépatique à l'insuline est également altérée chez ces rats, associés à une hypercorticostéronémie. Notre objectif a ensuite été de déterminer les mécanismes moléculaires mis en jeu par les lipides au niveau central. L'analyse du transcriptome de l'hypothalamus de ces rats nous a permis de montrer que les lipides induisent des modifications d'expression de certains gènes pouvant être impliqués dans ces altérations métaboliques, notamment le récepteur de la leptine. Nous nous sommes également intéressés à l'effet de l'augmentation des taux d'acides gras circulants sur les caractéristiques de liaison des récepteurs α2A adrénergiques des cellules β pancréatiques, responsables de l'inhibition de la réponse insulino-sécrétoire au glucose par la noradrénaline. Nous avons observé une diminution du nombre de ces récepteurs et une augmentation de leur affinité qui pourrait être liée à des remaniements de la composition membranaire en phospholipides des îlots de Langerhans. Pour conclure, toutes ces données indiquent que l'effet diabétogène des acides gras n'est pas seulement dû à des modifications du métabolisme du glucose, mais aussi à des altérations de la transmission de l'influx nerveux vers le pancréas, et à des modifications neurophysiologiques, probablement via un effet sur l'hypothalamus
Type 2 diabetes represents 90 to 95% of all cases of diabetes and is characterised by insulin­resistance along with an alteration pancreatic β-cell insulin secretion, resulting in chronic hyperglycemia. The mechanisms responsible for such alterations are not fully understood. In a preliminary study, we found that β-cell dysfunction partly results from a deleterious effect of free fatty acids (FFA) on the sympathetic nervous system. The aim of this work was to determine the molecular and cellular mechanisms implicated in the alteration of nervous regulation of glucose homeostasis by lipids. In Wistar rats infused intracerebroventricularly with a triglyceride emulsion and heparin, we found that lipids may act on the central nervous system (CNS) to induce an increase in glucose-induced insulin­secretion (GIIS). As shown by the pancreatic turnover of norepinephrine, the effect of lipids is probably mediated by a decrease in the sympathetic output to the pancreas. We also found a decreased liver insulin sensitivity in these rats, associated with a hypercorticosteronernia. Consequently, our aim was to determine the molecular mechanisms les mécanismes cellulaires implicated in the action of lipids on the CNS. Microarray studies of the hypothalamic RNA of these rats showed that lipids induce transcriptional changes of specifie genes, which could account for the metabolic alterations, such as the leptine receptor. We then focused on the binding characteristics of pancreatic β-cell α2A adrenergic receptors in response to elevated circulating FFA levels. These receptors have been shown to mediate inhibition of GIIS by norepinephrine. We found a decreased number and an increased affinity of these receptors. We also found that FFA induce changes in islet membrane phospholipidic composition, which may account for the increased affinity of the receptors. We conclude that these data suggest that the diabetogenic effect of FFA may not only result from changes in glucose metabolisme, but also from alterations in the sympathetic nervous output to the pancreas, and to neurophysiologie modifications, probably mediated by changes in hypothalamic activity

Les acides gras polyinsaturés (AGPI) oméga-3 sont importants pour la nutrition et la santé, en raison de leur importance dans l'homéostasie des lipides, et du fait que les carences en AGPI peuvent augmenter le risque de syndrome métabolique, de maladies cardiovasculaires et neurodégénératives. Les graines de chia (Salvia hispanica L.) sont riches en AGPI (80%) et contiennent les plus hauts niveaux connus dans les plantes de l’acide gras essentiel oméga-3, l'acide alpha-linolénique (ALA). Un degré élevé d'insaturation dans les huiles comestibles peut réduire la stabilité oxydative, entraînant une perte de valeur nutritionnelle. Les nanotechnologies peuvent être utilisées pour améliorer la qualité et la sécurité des huiles de graines de chia, augmenter la biodisponibilité et élargir le champ des applications. Dans cette optique, notre objectif était de préparer et de caractériser les lipides des graines de chia sous forme de nanoliposomes (NL) et de nanoémulsions (NE), et d'évaluer leur utilisation potentielle en tant que produits bioactifs. Dans une première étape, les fractions de lipides ont été caractérisées. Les lipides ont été extraits de la variété française ORURO de graines de chia en utilisant la méthode Folch modifiée. Dix espèces d'acides gras et six classes de phospholipides (PL) ont été identifiées dans l'extrait de lipides de graines de chia par chromatographie en phase gazeuse et LC-MS, respectivement, le niveau le plus élevé d'acides gras étant l'ALA (62%). La présence d'un résidu solide a été détectée suite à l'évaporation du solvant pour obtenir l'huile de graine de chia. Les analyses par chromatographie sur couche mince et par LC-MS ont démontré que ce résidu contenait les lipides polaires, y compris des PL, qui n'étaient plus présents dans l'huile de chia après l'élimination du solvant par évaporation. Les NE ont été préparés à partir de l'huile de chia et du résidu solide riche en PL du chia, et les NL à partir du résidu solide riche en PL. La caractérisation physicochimique, y compris l'analyse de l'indice de polydispersité (PDI), de la taille et du potentiel zêta, a indiqué que les NE et NL étaient des solutions monodisperses de particules stables (faible potentiel zêta négatif) d'une taille entre 104 et 118 nm. Ces préparations étaient sphériques et multilamellars (microscopie électronique à transmission), et restaient stables même 5 jours après leur préparation. De plus, un test enzymatique a confirmé la présence des PL dans les NE et les NL à la base de chia. Le test de viabilité cellulaire MTT a montré peu ou pas de toxicité cellulaire (jusqu'à 150 µg/ml NE ou NL) après incubation de 24 heures avec des hépatocytes, des neurones et des astrocytes cultivés. En conclusion, ces résultats démontrent la faisabilité de l'utilisation des lipides du chia pour la préparation de NL et NE de chia, stables et non toxiques, riches en AGPI oméga-3, qui représentent des vecteurs bioactifs potentiels pour des applications préventives et thérapeutiques en santé humaine
Omega-3 polyunsaturated fatty acids (PUFA) are important for nutrition and health, by virtue of their importance in lipid homeostasis, and the fact that PUFA deficiencies can increase risk of metabolic syndrome, cardiovascular and neurodegenerative diseases. Chia (Salvia hispanica L.) seeds are rich in PUFA (80%) and contain the highest known levels in plants of the essential omega-3 fatty acid, alpha-linolenic acid (ALA). High degree of unsaturation in edible oils can reduce oxidative stability causing a loss of nutritional value. Nanotechnology can be used to improve chia seed oil quality and safety, increase bioavailability, and expand the scope of applications. Towards this goal, our objective was to prepare and characterize chia seed lipids in the form of nanoliposomes (NL) and nanoemulsions (NE), and to evaluate their potential use as bioactive products. The first step was to characterize lipid fractions. Lipids were extracted from the French ORURO variety of chia seeds using modified Folch method. Ten fatty acid species and six phospholipid (PL) classes were identified in chia seed lipid extract by gas chromatography and LC-MS, respectively, with the highest level of fatty acids being ALA (62%). The presence of a solid residue was detected following evaporation of the solvent to obtain chia seed oil. Analyses by thin layer chromatography and LC-MS demonstrated that this residue contained the polar lipids including PL that were no longer in the chia oil after removal of solvent by evaporation. NE were prepared from chia seed oil and the chia PL-rich solid residue, and NL from the PL-rich solid residue. Physicochemical characterization including analysis of the polydispersity index (PDI), size, and zeta-potential indicated that both NE and NL were monodispersed solutions of stable (low negative zeta potential) particles with a size between 104-118 nm. These preparations were spherical and multilayered (transmission electron microscopy) and remained stable even 5 days after preparation. In addition, enzymatic assay confirmed PL content in both NE and NL. MTT cell viability assay showed little to no cell toxicity (up to 150 µg/mL NE or NL) following 24 h incubation with cultured hepatocytes, neurons, and astrocytes. In conclusion, these results demonstrate the feasibility of using chia lipids for the preparation of stable non-toxic omega-3 PUFA rich NL and NE, which represent potential bioactive vectors for both preventive and therapeutic applications in human health

Des données épidémiologiques indiquent qu’une dénutrition maternelle prénatale (DMP) induit un retard de croissance intra-utérin (RCIU) et prédispose la descendance au développement d’un syndrome métabolique (SM). Afin de comprendre les mécanismes impliqués dans la mise en place du SM, nous avons développé un modèle de restriction alimentaire de 70 % chez le rat pendant toute la gestation : le modèle FR30. Nos travaux montrent que la DMP augmente la sensibilité de la descendance mâle au développement de certains traits du SM tels qu’une hypertension modérée, une hyperleptinémie sans phénotype d’obésité, une hypercorticostéronémie, une perturbation de la régulation de la glycémie, une hyperphagie et de subtiles altérations des projections neuronales à POMC. Notre objectif a été ensuite d’identifier les mécanismes programmés par la DMP chez la descendance mâle FR30 adulte au niveau de l’axe hypothalamo-adipocytaire (HA). Basé sur la théorie de la programmation fœtale, nous avons tenté d’exacerber les perturbations métaboliques observées et/ou silencieuses par un régime hyperlipidique (HF) dès le sevrage. Bien que la DMP n’exacerbe pas les traits de SM induits par le régime HF, les rats FR30HF ont une prise de poids plus importante, une masse de dépôts adipeux augmentée, un taux de leptine plus important et une absence d’augmentation des glucocorticoïdes circulants suite au jeûne. Nous avons montré que le tissu adipeux présente de fortes variations d’expression génique différentes en fonction des dépôts adipeux, contrairement à l’hypothalamus. Nos travaux suggèrent donc que l’axe HA constitue l’une des cibles privilégiées de la programmation fœtale suite à une DMP
Epidemiological studies have shown that maternal undernutrition during pregnancy (MU) leads to intrauterine growth retardation and may predispose individuals to the development of metabolic syndrome. In order to better understand the underlying mechanisms, we have developed a model of prenatal maternal 70% food-restricted diet throughout gestation in pregnant female rats called FR30. Our results show that MU increases the vulnerability to some metabolic syndrome features in adult male rat offspring such as mild hypertension, hyperleptinemia without obesity, hypercorticosteronemia, impaired glucose intolerance and hyperphagia and subtle alterations of POMC hypothalamic neurons projections. Our goal was then to identify tissue mechanisms programmed by MU in FR30 adult male offspring hypothalamic-adipose axis (HA). Based on the developmental origins of the metabolic syndrome, we attempted to heighten visible and/or silent metabolic alterations observed under standard diet by feeding FR30 rats a high fat (HF) diet since the weaning. Although MU does not worsen the metabolic syndrome features induced by postnatal HF feeding, FR30 adult rats gain more weight, exhibit greater body fat content, a rise of serum leptin levels and a blunted increase of corticosterone levels. FR30 MU does not significantly affect the hypothalamic mRNA levels whereas it leads to marked gene expression variation in WAT in depot-specific and diet-specific manners. Our results suggest that the HA tissue axis is one of the key targets of MU fetal programming in adult male rat offspring

Une lésion du SNC occasionne par le biais d'une dénervation trans-synaptique la survenue d'un handicap fonctionnel majeur découlant à la fois du déficit sensitivo-moteur engendré par les dégâts neuronaux primitifs, mais aussi d'une spasticité de déafférentation et d'une amyotrophie qu'il est bien difficile, conceptuellement, d'attribuer seulement à une sous-utilisation musculaire. Ce travail a permis d'incriminer des dysfonctionnements morphologiques et métaboliques précoces survenant dans les nerfs périphériques et muscles sous-jacents à une lésion du SNC, dysfonctionnements qui pourraient, en partie, expliquer certains mécanismes d'adaptation de l'organisme en réponse à la dénervation trans-synaptique. Nous avons montré que ces mécanismes seraient sous-tendus par l'existence de circuits intra-spinaux d'une part, et par le rôle potentiel de signalisation intracellulaire neuronal des isoformes de la pompe à sodium d'autre part. Nous avons également observé des modifications précoces du métabolisme énergétique lipidique impliquant particulièrement les acides gras poly-insaturés dont la participation serait directement au coeur des mécanismes de réparation neuronale. Les perspectives de recherche se dégageant de cette étude sont multiples et pourraient nous amener à élargir notre approche métabolique à un regard résolument tourné vers la fonction et la programmation motrice. De telles ambitions restent à la hauteur du challenge laissé quasiment intact par ces travaux de nature exploratoires.

Devant l'allongement de la durée de vie des patients VIH+ traités par HAART, le suivi des complications métaboliques liées aux traitements ARV apparaît indispensable. Ces principales complications, incluant la lipodystrophie, l'insulino-résistance et les dyslipidémies, sont des facteurs de risque cardiovasculaire dont l'impact en terme d'incidence d'accidents cardiovasculaires chez le sujet VIH+ reste à définir. A l'heure actuelle, la période de recul d'utilisation des traitements ARV, et en particulier des IP, est trop faible pour établir de telles données. On peut, cependant, considérer que la prise en charge thérapeutique des dyslipidémies occupera une place importante dans la prévention du risque cardiovasculaire chez le sujet VIH+.

L'hypertension artérielle (HTA) est associée à des anomalies lipidiques, notamment de la composition membranaire en acides gras polyinsaturés (AGPI). La delta-6 désaturase (D6D) est l'enzyme clé de la biosynthèse hépatique des AGPI. Une inhibition partielle de D6D a été montrée chez le rat spontanément hypertendu SHR. Les conséquences de cette inhibition sur l'HTA et les anomalies lipidiques hépatiques restent à déterminer. Une inhibition pharmacologique chronique de D6D a été réalisée chez le SHR. Ce traitement, en plus de bloquer la biosynthèse des AGPI, aggrave les anomalies lipidiques hépatiques habituellement observées chez le SHR, sans modifier la pression artérielle. Des supplémentations en CLA (acides cis-9 trans-11, ou trans-10 cis-12 linoléiques) ont été conduites chez le SHR. Chaque isomère active D6D, et corrige certaines des anomalies lipidiques, tout en ralentissant l'HTA. En outre, PPARγ et SREBP1c auraient un rôle dans les anomalies lipidiques hépatiques du SHR
Arterial hypertension (AHT) frequently coexists with numerous metabolic abnormalities, particularly abnormalities of polyunsaturated fatty acids (PUFA) composition. Delta-6 desaturase (D6D) is the key step enzyme of hepatic PUFA biosynthesis. D6D is partially inhibited during AHT in spontaneously hypertensive rat (SHR). The consequences of such an inhibition of PUFA biosynthesis on AHT and on hepatic lipid metabolism remain to be investigated. We firstly generated a pharmacological chronic D6D inhibition. This treatment, in addition to block PUFA biosynthesis, exacerbates lipid abnormalities usually shown in SHR, without changing blood pressure. Then, we performed a CLA supplementation (cis-9 trans-11, or trans-10 cis-12 linoleic acids) in SHR. Each isomer activates D6D and corrects some of the lipid abnormalities reported in SHR, while slowing AHT evolution. Moreover, PPARγ and SREBP1c transcription factors could be involved in such SHR hepatic metabolic dysfunctions

Le travail posté est associé à trois ordres de troubles : l'instabilité pondérale, l'ischémie coronarienne et les troubles digestifs. Ces pathologies posent le problème de la relation entre travail posté et alimentation. Nous avons choisi de nous focaliser sur deux aspects : le bilan énergétique du travail posté et les perturbations lipidiques du travail posté. 1) Bilan énergétique du travail posté. Comme de précédentes études avaient montré que l'alimentation des travailleurs postés se caractérisait essentiellement par un changement de la répartition sur le nycthémère. Nous avons étudié l'influence de l'heure du repas sur la réponse énergétique et hormonale. Deux études ont été réalisées : dans la première étude, nous avons comparé la thermogenèse post prandiale après un repas pris soit à 7 heures, soit à 15 heures soit à 23 heures. Cette étude a montré que la thermogenèse post prandiale diminue lorsque l'on progresse dans la journée et la thermogenèse du matin est significativement supérieure à celle de l'après-midi et du soir. Dans la deuxième étude, nous avons comparé la réponse énergétique, mêtabolique et hormonale à un repas donné soit à 13 heures, soit à 1 heure. Dans ce travail, la thermogenèse post prandiale ne différait pas entre les deux moments de la journée. La glycémie et l'insulinémie s'élèvaient davantage après le repas nocturne. 2) Travail posté et métabolisme lipidique. Dans un premier travail, nous avons comparé les valeurs de triglycérides, cholestérol et HDI cholestérol chez des travailleurs postés et des travailleurs de jour appariés pour l'âge et le niveau socioculturel, l'apport alimentaire était évalué par carnet de trois jours. Nous avons trouvé que le travail posté était associé à une valeur plus élevée de triglycérides indépendamment des autres facteurs. Nous avons complété ce travail par un travail expérimental comparant la lipémie post prandiale après un repas pris soit à 13 heures, soit à 1 heure, et trouvé après le repas nocturne des niveaux plus élevés de triglycérides et des concentrations plus faibles des lipoprotéines riches en cholestérol. L'ensemble de ces résultats montre que la réponse métabolique à un repas est modifiée par l'heure de prise alimentaire. Ces modifications sont faibles, et leurs conséquences sur l'état de santé des travailleurs postés ne peut s'envisager que dans une approche multifactorielle.

La SLA est une maladie neurodégénérative grave touchant l’adulte qui se caractérise principalement par la perte sélective des neurones moteurs cortico-spinaux et des motoneurones bulbaires et spinaux. La SLA se caractérise également par des altérations de l’homéostasie énergétique et du métabolisme des lipides. L’objectif de ce travail de thèse était, dans un premier temps, d’identifier des changements dans la composition en acides gras, dans le sang, comme potentiels biomarqueurs diagnostiques et pronostiques de la SLA. Dans un second temps, le but était de moduler ces changements, par des approches nutritionnelles, afin de mieux comprendre l’implication d’un métabolisme lipidique altéré dans le processus pathologique de la SLA. Ces travaux ont montré que des taux élevés d’acides gras mono-insaturés (MUFA), ainsi que des taux diminués d’acides gras poly-insaturés (PUFA), sont associés à un meilleur pronostic. L’analyse des effets de la modification de la composition en acides gras, dans des modèles de dénervation pathologique et lésionnelle, a confirmé l’implication de l’antagonisme MUFA/PUFA dans le processus neurodégénératif. Ces travaux font apparaitre des mises en garde quant à l’utilisation des acides gras dans des approches à visée thérapeutique pour la SLA
ALS is a fatal neurodegenerative condition characterized by the selective loss of upper and lower motor neurons. The disease is also characterized by alterations of energy homeostasis and lipid metabolism. The objective of this PhD work was, first, to identify changes in fatty acid composition of lipids in blood of ALS patients, as potential diagnosis and prognosis biomarkers of the disease. The second goal was to modulate these changes, by nutritional approaches, in order to better understand the involvement of an altered lipid metabolism in the pathological process. Our results showed that high levels of monounsaturated fatty acid (MUFA), as well as low levels of polyunsaturated fatty acids (PUFA), are associated with a better prognosis. The analysis of the effects of a modified fatty acid composition in both pathological and lesion models of denervation, has confirmed implication of the antagonistic relationship between MUFA and PUFA in the neurodegenerative process. This work suggests a cautious usage of fatty acids in therapeutic approaches targeting ALS

D'importants efforts de recherche ont été déployés pour domestiquer les microalgues afin de produire des biocarburants durables et d'autres composés à haute valeur ajoutée. Les conditions utilisées pour enrichir la biomasse de microalgues avec des réserves de carbone, triacylglycérols (TAG ou huiles) et l'amidon, cependant, nuisent gravement à la croissance cellulaire et compromettent donc la productivité. Le but de cette thèse est d’analyser le lien entre la division cellulaire et le stockage du carbone, ainsi que de comprendre la biogénèse des gouttelettes de lipides (LDs), le principal site subcellulaire de stockage des TAGs.Ainsi, nous avons d'abord étudié l'incompatibilité entre le stockage du carbone et la croissance cellulaire en caractérisant génétiquement et biochimiquement des mutants de Chlamydomonas reinhardtii dépourvus de protéine CDC5. Nous démontrons son implication dans le cycle cellulaire et montrons qu'un ralentissement de la division cellulaire entraîne un flux d'énergie et de carbone vers la synthèse des TAGs et de l'amidon sans arrêter la croissance cellulaire. Deuxièmement, nous avons identifié et caractérisé une α/β hydrolase putative (CrABHD1), l'une des principales protéines associées aux LDs chez Chlamydomonas. La protéine recombinante CrABHD1 purifiée chez Escherichia coli hydrolyse du lyso-DGTS pour produire un acide gras libre et une glycérol-N,N,N-triméthylhomosérine (GTH). Nous avons découvert une nouvelle protéine associée à la LD et démontré sa capacité à augmenter la teneur en lipides des microalgues, ce qui devrait avoir des implications importantes pour une bioéconomie plus verte
Large research efforts have been put to domesticate microalgae for production of sustainable biofuels and other valuable compounds. Triacylglycerols (TAGs, or oils) and starch are the major forms of carbon storage in green algal cells. However, the conditions used to enrich microalgal biomass with these carbon reserves severely undermine cell growth therefore compromising productivity. An economically viable production of lipids from microalgae requires a deeper and integrated understanding of lipid synthesis, storage and cell division. The goal of this thesis is to dissect the connection between cell division and carbon storage, and to understand the biogenesis of the lipid droplet (LD), the major subcellular site where TAGs are stored. Toward this goal, we first investigated the incompatibility between carbon storage and cell growth. By characterizing genetically and biochemically mutants of Chlamydomonas reinhardtii deficient in CDC5 protein, we demonstrate its implication in the cell cycle and show that a slowdown in cell division entails a diverted flow of energy and carbon towards the synthesis of TAGs and starch without arresting cell growth. Secondly, we identified and characterized a putative α/β-fold hydrolase (CrABHD1), one of the major proteins associated to LDs in Chlamydomonas. The CrABHD1 recombinant protein purified from Escherichia coli hydrolyzes lyso-DGTS to produce a free fatty acid and a glycerol-N,N,N-trimethylhomoserine (GTH). We have discovered a novel LD-associated protein and demonstrated its capacity in increasing lipid content in microalgae, which should have important implications for a greener bioeconomy

La stéatose hépatique non-alcoolique (NAFLD) est l’affection hépatique chronique la plus fréquente à l’heure actuelle dans le monde industrialisé car fortement liée au développement du syndrome métabolique et des dyslipidémies associées. À ce jour, les mécanismes de la pathologie restent mal définis et les moyens thérapeutiques disponibles ont une efficacité modérée. Des études épidémiologiques ont rapporté un effet bénéfique de la consommation de thé pour lutter contre les désordres hépatiques et les facteurs de risque cardiovasculaires tel que la dyslipidémie. Cependant, les mécanismes par lesquels le thé atténue la stéatose hépatique et la dyslipidémie restent méconnus. Par conséquent, l’objectif de ce travail de thèse était d’évaluer les effets et les mécanismes d’action d’un mélange de thés vert, oolong et Pu-erh, le thé Hao Ling, sur la NAFLD et la dyslipidémie, à travers deux approches, l’une sur modèle cellulaire et l’autre sur modèle animal.Les résultats ont permis de mettre en évidence que le thé Hao Ling permettait de diminuer la lipogenèse hépatique in vitro et in vivo et ainsi d’atténuer la stéatose induite par un régime hyperlipidique et riche en saccharose chez le rat Wistar. Nous avons observé que ce thé permettait d’améliorer le profil lipidique sanguin en augmentant le taux de HDL plasmatique. Nous avons également pu mettre en évidence que le thé possédait des propriétés antioxydantes et hépato-protectrices permettant de lutter contre un inducteur de stress oxydant in vitro et de diminuer la peroxydation lipidique in vivo. Enfin, nous avons démontré que le stress oxydant "per se" entraînait une accumulation de lipides intracellulaires sur hépatocytes isolés et que le thé, grâce à ses propriétés antioxydantes, prévenait ce phénomène. Le thé Hao Ling constitue une bonne approche nutritionnelle dans la prévention de la NAFLD et dans le maintien du rapport LDL-Cholestérol/HDLCholestérol
Non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD) is the most common chronic liver disease in industrializedcountries because being strongly associated with the development of metabolic syndrome and relateddyslipidemia. To date, the mechanisms of pathology remain poorly defined and available therapeutic meanshave moderate efficacy. Epidemiological studies have reported a beneficial effect of tea consumption in thefight against liver disorders and cardiovascular risk factors such as dyslipidemia. However, the mechanismsby which a blend of green tea, oolong tea and Pu-erh tea, Hao Ling tea, reduces fatty liver and dyslipidemiaremain unknown. Therefore, the objective of this thesis was to evaluate the effects and mechanisms of actionof Hao Ling tea on NAFLD and dyslipidemia, through two approaches, one on cellular model and the other onanimal model. Our results show that Hao Ling tea reduces the hepatic lipogenesis in vitro and in vivo and thusattenuates steatosis induced by a high fat-high sucrose diet in a rat model. We observed that this tea improvesthe blood lipid profile by increasing plasma HDL levels. We were also able to highlight that tea ownsantioxidant and hepato-protective properties to counteract an inducer of oxidative stress in vitro and todecrease lipid peroxidation in vivo. Finally, we have shown that the oxidative stress per se resulted in anaccumulation of intracellular lipid in isolated hepatocytes and that the tea, due to its antioxidant properties,prevented this phenomenon. The Hao Ling tea is a good nutritional approach in preventing NAFLD and tomaintain LDL/HDL ratio

Les maladies métaboliques d’origine nutritionnelle sont caractérisées par un métabolisme des lipides perturbé et une inflammation métabolique. Les lipides polaires (LP) sont des agents émulsifiants utilisés dans l’industrie agroalimentaire. Le but de notre étude a été d’évaluer l’impact de l’utilisation de nouveaux LP issus du lait sur (i) la digestion et le métabolisme postprandial des lipides, et (ii) à plus long terme sur l’adiposité et l’inflammation dans le tissu adipeux (TA), en comparaison avec les LP de soja, actuellement les plus consommés.Chez la souris, les LP laitiers induisent une cinétique de lipémie postprandiale plus précoce en comparaison avec les LP de soja, associée à une augmentation de la lipolyse intestinale in vitro. De plus, les chylomicrons sécrétés durant le pic de lipémie sont plus petits avec les LP laitiers. D’autre part, la substitution d’une partie des lipides d’un régime hyper-lipidique par des LP laitiers ne modifie pas le stockage des lipides dans le foie et le TA contrairement aux LP de soja qui induisent une augmentation des lipides hépatiques, des adipocytes et des marqueurs inflammatoires dans le TA. Par ailleurs, Les LP laitiers induisent une diminution de l’expression génique de marqueurs de l’infiltration macrophagique dans le TA et du nombre de cellules à gobelet dans le côlon, suggérant une barrière intestinale renforcée.Ces travaux démontrent que les LP laitiers, par rapport aux LP de soja, stimulent la digestion des lipides et induisent une cinétique plus rapide de lipémie postprandiale. A long terme ils n’induisent pas les altérations métaboliques du TA observées en présence de LP de soja dans un régime hyper-lipidique
Metabolic diseases are characterized by an altered lipid metabolism and metabolic inflammation. Numerous food products contain polar lipid (PL) emulsifiers that could impact these risk factors. We evaluated the impact of using PL from milk (MPL) (i) acutely on lipid digestion and postprandial lipemia and (ii) in the longer term in addition to a high fat diet on adiposity and adipose tissue inflammation. We compared MPL to soybean PL (SPL) that is currently the main commercial source of PL.In mice, an emulsion stabilized by MPL results in a more rapid postprandial lipemia than an emulsion stabilized by SPL, with an early increase in lipemia and a faster clearance. Differences in lipemia can originate from differential kinetics of lipid hydrolysis in the mouse gut, as an increase intestinal TG hydrolysis is observed in vitro. Moreover, early MPL-derived chylomicrons are smaller than SPL-derived chylomicrons. In the longer term, compared with HF diet, HF-SPL diet increases hepatic lipids, white adipose tissue (WAT) mass, with larger and more numerous adipocytes and increases expression of pro-inflammatory adipokines. This is not observed with HF-MPL diet despite similar dietary intakes. HFP-MPL mice have a lower expression in WAT of marker of macrophage infiltration and more numerous goblet cells in the colon, suggesting an improved gut barrier function with this diet.Postprandial lipemia in mice can be modulated by emulsifying with MPL compared with SPL, partly through differences in chylomicron assembly, and intestinal TG hydrolysis rate. Moreover unlike SPL, MPL in a high fat diet do not induce WAT hypertrophy and inflammation

La maigreur constitutionnelle (MC) est un état physiologique de maigreur (13-17.5kgs/m2) sans trouble du comportement alimentaire ni dénutrition et avec conservation de l’axe gonadotrope. Dans un travail préliminaire de 4 semaines de surnutrition lipidique nous avons montré une résistance à la prise de poids chez la MC malgré un gap énergétique positif (apports supérieurs aux dépenses). La seconde étude de surnutrition a été réalisée avec un excès d’apport quotidien de 600 kcal (une bouteille de Renutryl©) afin de confirmer le gap et d’avancer vers des hypothèses mécanistiques. Nous avons d’abord établi clairement l’existence de la MC chez l’homme et avons reproduit le gap énergétique positif paradoxal dans un échantillon plus vaste. Nous avons trouvé des adipocytes plus petits chez les MC, avec une activité mitochondriale plus élevée via la β-oxydation et un nombre de mitochondries accru. Une surexpression des gènes liés a l’hypermatabolisme lipidique et à la biosynthèse des triglycérides ont été découverts dans le tissu adipeux. Nos résultats suggèrent l’existence de cycle lipidiques futiles avec un rôle important des mitochondries dans le maintien du poids bas et la résistance à la prise de poids chez les MC. Dans le muscle, la surnutrition protein énergétique a confirmé une altération du métabolisme énergétique du muscle squelettique avec un bilan énergétique positif, un bilan azoté positif et un profil de consommation de protéines élevé. Enfin, ce métabolisme énergétique émoussé du muscle squelettique des maigreurs pourrait également expliquer en partie le déficit énergétique positif et la résistance relative au gain de masse maigre dans notre étude
Constitutional thinness (CT) is a non-pathological state of underweight associated with normal nutritional and hormonal profiles and without eating disorders. We previously conducted a four-week fat overfeeding study showing weight gain resistance in CT women and one of our main results was the identification of an energy gap: a positive energy balance (higher energy intake than energy expenditure). A second overfeeding study was designed and conducted with a daily surplus of 600 kcal (a bottle of Renutryl©) to confirm the energy gap and propose mechanistic hypothesis. We first clearly established the existence of CT on both genders and reproduced the paradoxical positive energy gap in a larger sample. We found smaller adipocytes in CTs, with higher mitochondrial activity via β-oxydation, and increased mitochondrial number. Overexpressed genes related to positive metabolic outcomes and triglyceride biosynthesis were found in CT’s adipose tissue. Our findings suggest an augmented futile lipid cycling and therefore an important role for mitochondria in mediating sustained CT’s low bodyweight. In muscle, protein-energy overfeeding paradigm confirmed a blunted skeletal muscle energy metabolism in CTs, associating a positive energy balance and a positive nitrogen balance and a high protein consumption profile. Finally, this blunted energy metabolism of CTs’ skeletal muscle could also partly explain the positive energy gap and the relative resistance to lean mass gain in the present protein-energy overfeeding study

Parallelement a l'introduction des nouvelles molecules antiretrovirales, beaucoup de patients infectes par le vih ont vu se developper des anomalies de la repartition des graisses, des dyslipidemies, et/ou des anomalies du metabolisme oxydatif. Notre travail s'interesse aux procedures d'entrainement physique a preconiser dans la prise en charge de ces desordres. Une analyse des desordres metaboliques au repos et de la tolerance a l'exercice aigu nous a incite a proposer un entrainement prolonge au seuil ventilatoire. Ce type d'entrainement favorise une reduction de la masse grasse viscerale et une amelioration des parametres biologiques en faveur d'une reduction du risque cardio-vasculaire. L'efficacite de l'entrainement a ete evaluee selon l'age des patients. Sur le plan de l'accumulation adipeuse et des anomalies lipidiques, l'entrainement est benefique a tous les patients mais plus specialement aux patients les plus ages. Les alterations des reponses du metabolisme oxydatif a l'entrainement dans ce groupe suggerent le developpement d'une dysfonction mitochondriale avec le vieillissement, mais les benefices sur le risque cardio-vasculaire restent entiers. Nos travaux demontrent donc l'interet de l'exercice physique dans la prise en charge des anomalies metaboliques associes aux therapies antiretrovirales.

Ces travaux de thèse sont focalisés sur l’étude de trois adipocytokines (adiponectine, visfatine et chémérine) chez des espèces dont les anomalies du métabolisme énergétique sont associées à des désordres de la fonction de reproduction. Nos résultats montrent des effets du régime alimentaire sur le métabolisme lipidique et glucidique et de manière moins prononcée sur les fonctions de reproduction chez la vache laitière et la poule reproductrice de souche chair. Ces effets ont en partie été associés aux profils d’expression de l’adiponectine, la visfatine et la chémérine. De plus, nous avons mis en évidence une surexpression du système chémérine/CMKLR1 dans le liquide folliculaire et dans les cellules ovariennes de patientes atteintes du syndrome des ovaires polykystiques associé ou non à une obésité. D’une part, ces découvertes révèlent la possibilité de considérer ces adipocytokines comme de potentiels biomarqueurs de l’évaluation de la croissance, de l’état d’engraissement et de fertilité dans les élevages agricoles. D’autre part, elles suggèrent une potentielle implication de la chémérine dans la régulation des fonctions ovariennes chez la femme
This thesis is focused on the study of three adipokines (adiponectin, visfatin and chemerin) in species that develop abnormalities of energy metabolism associated with reproductive disorders. Our results have shown some diet effects on the lipid and carbohydrate metabolisms and in a less extend, on the reproductive functions in dairy cows and broiler hens. These effects were partly associated with the expression profiles of adiponectin, visfatin and chemerin. In addition, we have demonstrated overexpression of the chemerin/CMKLR1 system in follicular fluid and in ovarian cells of patients with polycystic ovarian syndrome, with or without obesity. First, these findings reveal the possibility of considering these adipokines as potential biomarkers for evaluating growth, fattening status and fertility in agricultural farms. On the other hand, they suggest a potential involvement of chemerin in the regulation of ovarian functions in women

Plusieurs maladies entraînent soit une augmentation soit une diminution du taux des acides gras (AG) et de leurs dérivés circulants, notamment les acyl-carnitines (AC). Ce changement a été soupçonné comme étant la cause de importants dérangements électriques. Nous avons montré que les AC à chaine longue (LCAC) du côté extracellulaire modulent le canal hERG de façon spécifique, modulant sa amplitude de courant et sa cinétique. Aucun AC testé n’a eu d’effet en intracellulaire. La CAR et les MCAC n’ont eu aucun effet. Les AC ne modulent pas les courants IKS et IK1. Le canal Cav1.2 est modulé par C16-CAR et le C16 dans la lignée HEK293-ICaL et dans des cardiomyocytes de rat. En condition physiologique il existe donc un lien strict entre le métabolisme énergétique et activité électrique cardiaque qui entraine une modulation permanente du canal hERG par les LCAC. La régulation par les LCAC du canal hERG et peut être celle du canal ICaL, pourraient participer au dérangement électrique à l’origine du déclenchement de troubles du rythme cardiaque retrouvé dans certaines maladies
Several diseases can cause either an increase or a decrease in the rate of fatty acids (FAs) and their derivatives circulating, including acyl-carnitines (AC). This change is suspected as being the cause of major cardiac electrical perturbations. We have shown that long-chain AC (LCAC) modulate specifically by the extracellular side the hERG channel, regulating its current amplitude and kinetics. All AC tested had no effect when applied intracellularly. Carnitine and medium chain AC had no effect on hERG. LCAC does not modulate IK1 and IKS. Cav1.2 channel is modulated by C16 and C16-CAR in line HEK293-ICaL and rat cardiomyocytes. In physiological conditions there exists a strict link between energy metabolism and cardiac electrical activity which causes a permanent modulation of hERG channel by the LCAC. Regulation by the LCAC of the hERG channel and maybe ICaL, could participate in the electrical disturbance causing the onset of cardiac arrhythmia found in certain diseases

Les anomalies lipidiques (diminution du cholestérol HDL et HDL2, augmentation des acides gras libres, des triglycérides VLDL, des LDL petites et denses, oxydation, glycosylation) constituent des éléments importants du syndrome d'insulino-résistance qui précède et accompagne le diabète de type 2. Les acides gras libres joueraient un rôle essentiel, voire initiateur, dans le développement du diabète de type 2 alors que le cholestérol HDL aurait un effet protecteur uniquement chez les femmes, ce qui conduit à spéculer sur le rôle des hormones sexuelles. Les lipides jouent également un rôle probable dans le développement des complications microangiopathiques. Leur rôle sur la rétinopathie a été peu étudié. Le cholestérol LDL pourrait être lié à l'incidence de la néphropathie, principalement par ses modifications qualitatives, et le cholestérol HDL pourrait être protecteur, uniquement chez les femmes. Le rôle des lipides est essentiel lors du développement des complications macrovasculaires. Le cholestérol LDL et HDL, ainsi que plus récemment leurs modifications qualitatives, ont un rôle démontré. Les triglycérides constitueraient également un facteur de risque indépendant des maladies cardiovasculaires lors du diabète de type 2. Les acides gras libres altèreraient la fonction cardiaque et la pression artérielle. En conclusion, les anomalies lipidiques associées au diabète de type 2 constituent une combinaison redoutable. Si leur rôle est modeste lors du développement des complications microangiopathiques en comparaison du rôle du contrôle glycémique, la situation s'inverse lors des complications macroangiopathiques qui constituent la première cause de mortalité. Les traitements hypolipémiants, en association avec les autres mesures préventives des maladies cardiovasculaires, doivent probablement être placés au premier rang lors de la prise en charge du patient diabétique de type 2, peut-être avant même le contrôle glycémique
Lipid abnormalities (decreased HDL and HDL2 cholesterol, increased VLDL triglycerides and small and dense LDL, glycation, oxidation) are an important component of the insulin-resistance syndrome that precedes type 2 diabetes. Free fatty acids play an aggravating and potentially initiator role in the development of type 2 diabetes. HDL cholesterol may have a protective effect in women only, which may imply a role of sexual hormones. Lipids have a potential effect on the development of micro-vascular complications. Their role on retinopathy has not been well studied. LDL cholesterol and especially its qualitative modifications may have deleterious effects on nephropathy, whereas HDL cholesterol may be protective in women only. Lipids play a major role in the development of macro-vascular complications. LDL and HDL cholesterol and their qualitative modifications are recognized risk factors. Triglycerides may also be an independent risk factor for cardiovascular diseases in type 2 diabetes, and free fatty acids may have deleterious effects on cardiac function and blood pressure. In conclusion, the lipid abnormalities associated with type 2 diabetes bring a fatal combination. As compared with glucose control, lipid abnormalities lead a minor but potential role in the development of micro-vascular complications, but a major role in the development of macro-vascular complications, which correspond to the first cause of mortality. Hypolipidemic treatment, together with other preventive measures of cardiovascular diseases, should probably be ranked first, and may be before diabetes control, during type 2 diabetes care

Les complications cardiovasculaires restent prépondérantes dans l’insuffisance rénale chronique bien que les causes demeurent assez méconnues. Il existe une addition chez les patients insuffisants rénaux chroniques de facteurs de risque cardiovasculaires classiques et d’autres plus spécifiques à l’insuffisance rénale. Parmi ces derniers, la formation de modifications post-traductionnelles (adduits issus de réactions oxydatives et non-oxydatives) sur les lipoprotéines HDL pourrait jouer un rôle. Dans ce travail nous avons mis en évidence d’une part, un excès de carbonylation par le 4-HNE sur les HDL dans l’IRC sur un modèle animal de lapin et chez le patient hémodialysé ou dialysé péritonéal. Cette carbonylation par le 4-HNE est responsable d’une altération des propriétés anti-agrégantes des HDL et ce par une voie médiée par le récepteur scavenger CD36. Nous avons aussi montré que le protéome des HDL était modifié chez le patient HD et qu’il existait un large éventail d’adduits covalents sur les HDL de patients hémodialysés non-diabétiques. La formation de carboxy-méthyl-lysine issue de la glycation était la principale modification post-traductionnelle observée chez les patients HD. Cela questionne sur l’origine de cet excès de glycation qui pourrait être dû à un environnement chimique favorable chez les patients mais un apport exogène par les solutés utilisés en hémodialyse est aussi possible
Cardiovascular complications remain the main problem in chronic kidney disease (CKD) but all the reasons of this risk are not fully understood. there is an addition of traditional risk factors and uremia-related ones. Among the latter, the generation of post-translational modifications of HDL could play a role. In this work, we highlighted an excess of carbonylation by 4-HNE onto the protein part of HDL in CKD in a rabbit model of CKD and in hemodialysis and peritoneal dialysis patients. This carbonylation by 4-HNE is responsible for ablunted anti-aggregant properties of HDL mediated by a CD36-dependant pathway. We also showed that the proteome of HDL from non diabetic hemodialysis patients is deeply modified and that there were several post-translational modifications onto the protein cargo of these HDL. The generation of carboxylate-methyl-lysine from non-enzymatic glycation processes was the main modification in our patients. The origin of such glycation could be from a favorable chemical environment but a potential load from hemodialysis fluids should be addressed

La sclérose latérale amyotrophique est une maladie neurodégénérative associée à un dysfonctionnement métabolique. Des altérations du métabolisme des lipides, décrites chez les patients SLA et les animaux modèles, pourraient participer à la mise en place des premières étapes de la maladie. L’objectif de cette thèse était d’étudier le rôle de la stéaroyl-coenzyme A désaturase 1 (SCD1), une enzyme clé du métabolisme des lipides, dans la SLA. En étudiant le profil d’acides gras périphériques dans un modèle de souris SLA, les souris SOD1m, nous avons vu une diminution de l’activité de la SCD1 dès les stades précoces (subcliniques) de la maladie. Cette diminution pourrait expliquer, à elle seule, les altérations du métabolisme des lipides caractéristiques de la SLA. La répercussion de la perte de l’activité de la SCD1 sur l’axe moteur a été étudiée. Une délétion du gène ou une inhibition pharmacologique de la SCD1 améliore la récupération fonctionnelle après lésion du nerf sciatique chez la souris sauvage. Nous avons cherché à voir si la perte d’activité de la SCD1 trouvée chez les souris SOD1m est un mécanisme de protection mis en place pour lutter contre l’évolution de la SLA. Nous avons traité des souris SOD1m avec un inhibiteur de l’activité de la SCD1. Le traitement a conduit à une augmentation du métabolisme oxydatif, une préservation de l’intégrité neuromusculaire ainsi qu’une amélioration de la survie des motoneurones. Nousconcluons que l’inhibition de la SCD1 représente une cible thérapeutique prometteuse dans la SLA
Amyotrophic lateral sclerosis is a neurodegenerative disease, associated with metabolic dysfunction. Alteration of lipid metabolism has been documented in ALS patients and animal models, and could participate to the first pathological steps of the disease. The objective of this thesis was to study the role of stearoyl-CoA desaturase 1 (SCD1), a key enzyme of lipid metabolism, in ALS. By studying the profile of peripheral fatty acids in an animal model of ALS, the SOD1 mice, we found that SCD1 activity was strongly reduced at early (sub-clinical) disease stage, and that this reduction could explain in itself the alteration of lipid metabolism characteristic of ALS. The impact of loss of SCD1 activity for the motor axis was then studied. Genetic deletion or pharmacological inhibition of SCD1 enhanced functional recovery after sciatic nerve injury in mice. Wefurther explored if the loss of SCD1 activity found in SOD1 mice is a protective mechanism elicited in response to ALS. We treated SOD1 mice with an inhibitor of SCD1 activity. The treatment resulted in exacerbated muscular oxidative metabolism,preservation of neuromuscular integrity and enhanced motor neuron survival. We conclude that inhibition of SCD1 represents a promising therapeutic target for ALS

Les glucocorticoïdes (GC) font partie des médicaments les plus prescrits en raison de leurs propriétés anti-inflammatoires et immunosuppressives, cependant à fortes doses ils sont responsables du développement d’un diabète cortico-induit et d’une lipodystrophie. La contribution du récepteur adipocytaire des glucocorticoïdes (GR) dans ces effets délétères reste à ce jour peu documentée. L’objectif de ce travail de thèse était de déterminer dans un contexte d’hypercorticisme le rôle précis du GR adipocytaire dans le développement de l’insulino-résistance et des troubles métaboliques associés. Pour mener à bien ce projet, le laboratoire a généré un modèle murin d’invalidation conditionnelle du GR spécifiquement dans l’adipocyte (AdipoGR-KO), soumis à un traitement par la corticostérone. Le phénotypage métabolique montre chez les animaux AdipoGR-KO une augmentation de l’adiposité associée, paradoxalement, à une amélioration de la tolérance au glucose, de la sensibilité à l’insuline, du profil lipidique et de la stéatose hépatique. Le stockage préférentiel et bénéfique des lipides dans les dépôts adipeux nous a incité à étudier les mécanismes mis en jeu lors du développement physiopathologique du tissu adipeux, et en particulier de sa vascularisation. De façon étonnante, nos résultats indiquent un fort développement du réseau vasculaire des dépôts adipeux associé à une induction de l’expression du facteur pro-angiogénique VEGF-A et de son régulateur transcriptionnel HIF-1α. Ainsi, nous montrons pour la première fois que le GR pourrait être un facteur limitant de l’expansion du tissu adipeux via l’inhibition du processus d’angiogenèse
Glucocorticoids (GC) are among the medications most commonly prescribed because of their anti-inflammatory and immunosuppressive properties. However, high doses can lead to side effects including GC-induced diabetes and lipodystrophy. The contribution of adipocyte glucocorticoid receptor (GR) in the molecular mechanisms of these complications remains to be investigated. The goal of this study was to determine the precise role of the GR in the development of insulin-resistance and associated metabolic dysregulations in a context of hypercorticism. For this purpose, we have generated an inducible mouse model of GR invalidation specifically in the adipocyte (AdipoGR-KO), which was submitted to a four-week corticosterone treatment. Metabolic phenotype of AdipoGR-KO mice showed an increase of fat mass associated with a paradoxical improvement of glucose tolerance, insulin sensitivity, lipid profile and liver steatosis compared to WT mice. Preferential and beneficial fat storage in adipose tissue prompted us to investigate the mechanisms involved in the excessive development of adipose tissue, in particular the vascularization. Surprisingly, our results showed a higher development of capillary network in fat pads of AdipoGR-KO mice, associated with a strong induction of the angiogenic factor VEGF-A and its transcriptional regulator HIF-1α. Thus, we show for the first time that GR could be a limiting factor of adipose tissue expansion through the inhibition of the angiogenic process