L'organisme synthétise les lipides de novo au niveau hépatique, les transforme en triglycérides, et les stocke dans le tissu adipeux. Les lipides servent à de nombreuses fonctions biologiques essentielles, telles la synthèse de membrane ou d'hormone, mais aboutissent à un excès de masse corporelle lorsqu'il y a déséquilibre. L'acide gras synthase (FAS) est une enzyme clé de la lipogenèse. Elle synthétise le palmitate à partir d'acétyl-CoA et de malonyl-CoA en présence de nicotinamide adénine dinucléotide phosphate (NADPH). Comprendre ses mécanismes de régulation est important dans l'optique de moduler son activité. La FAS est régulée positivement par la triiodothyronine (T₃) et l'insuline, l'effet est inhibé par les MCFA. La régulation est essentiellement transcriptionnelle. Muter le gène FAS, afin de l'éteindre, est létal. L'inhibition partielle à l'aide d'agents tel le C75 serait donc préférable. Malheureusement, en plus d'avoir des effets anorexiques réversibles pour C75, ces agents ont des effets neurotoxiques dévastateurs. L'inhibition partielle de la FAS par des nutriments, tels les acides gras à chaîne moyenne (MCFA), serait une solution. Le présent projet propose d'élucider les mécanismes moléculaires par lesquels les hormones modulées par la diète, telles l'insuline et la triiodothyronine T₃, influencent l'activité de la FAS et comment les MCFA inhibent cette stimulation hormonale. Comme l'effet hormonal ne semble pas être totalement transcriptionnel et qu'une implication du glucose au niveau post-transcriptionnel a aussi été suggérée, nous avons analysé l'effet de l'insuline et de la T₃ sur la stabilisation des ARN messagers et sur l'activité enzymatique de la FAS en utilisant des milieux à haute ou basse concentration en glucose. Cependant, nous n'avons pas observé de différence significative, peu importe la concentration de glucose dans le milieu de culture. Des études préalables ont aussi démontré un rôle de la phosphorylation sur la régulation transcriptionnelle de la FAS par l'insuline et le T₃. Nous avons investigué ce rôle sur l'activité de la FAS à l'aide d'inhibiteurs spécifiques. En utilisant PD98058, un inhibiteur spécifique de MEK, nous avons observé une implication de Erk1/2 dans l'induction de FAS. Avec LY 294002, un inhibiteur spécifique de PI3Kinase (PI3K), nous observons une inhibition de la FAS en présence de T₃, ce qui impliquerait la voie PI3K dans l'activation de la FAS induite par la T₃. Des études préliminaires ont montré que l'inhibition de la FAS par les MCFA se faisait très rapidement. Une courbe d'inhibition en fonction du temps a été effectuée et a révélé une inhibition dans les premières 30 minutes d'exposition. Des études de captation ont montré que les MCFA étaient absorbés par les hépatocytes. Un profil lipidique a montré que les MCFA sont métabolisés pour se retrouver dans la fraction lipidique correspondant aux triglycérides, qui nous a donné une idée des voies métaboliques empruntées. L'acide bétulinique, un inhibiteur de la CPTl, ainsi que l'Etomoxir, un inhibiteur de la DGAT, ne semble pas avoir d'effet sur l'inhibition de la FAS induite par les MCFA en présence d'insuline et de T₃, contrairement à la Triacsin C, un inhibiteur des acyl-CoA synthases, qui abolit l'effet inhibiteur. En dernier point, nous avons vérifié l'impact de la famille des « scavenger receptors » de classe B tels que SR-BI dans le transport sélectif et la captation de MCFA par la cellule. Ces derniers ne semblent aucunement impliqués dans le transport des MCFA contrairement à nos attentes. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : FAS, MCFA, Acyl-CoA, Insuline, T₃

Après un repas, la glycolyse, la lipogenèse et particulièrement 2 enzymes sont sollicitées : la GlucoKinase (GK) et la Fatty Acid Synthase (FAS) augmentant la biosynthèse des acides gras (AG). Une autre voie du glucose conduit à la O-GlcNAc, glycosylation assurée par l’OGT et l’OGA. Au vu de la relation entre le glucose, la O-GlcNAc et le métabolisme glucido-lipidique, la O-GlcNAc contrôle probablement l'expression et l'activité de la GK et de la FAS. L’objectif a été de caractériser la O-GlcNAc des 2 enzymes et l’impact de la modification sur leurs propriétés. Les niveaux de O-GlcNAc, de GK et de FAS ont été mesurés dans différents modèles : des foies et des hépatocytes primaires de souris et des lignées cellulaires hépatiques cultivés dans des conditions de O-GlcNAc variables. Nous démontrons que la FAS et la GK sont O-GlcNAc en fonction des conditions nutritionnelles, en corrélation avec une meilleure stabilité de la protéine. Un lien existerait entre l’apport excessif de glucose, l’augmentation de O-GlcNAc et la production d’AG conduisant à la stéatose. Les perspectives sont l’étude de la régulation de la FAS par O-GlcNAc au cours du cycle cellulaire. La FAS est primordiale dans la biosynthèse d’AG, composants majeurs des membranes plasmiques. Par conséquent, elle est dérégulée en cas de prolifération cellulaire anormale, caractéristique des cellules cancéreuses. Ce défaut de prolifération est accompagné d’une augmentation de la FAS, de l’OGT et des protéines O-GlcNAc. Nos premiers résultats montrent que l’expression de la FAS varie au cours du cycle. L’OGT y joue probablement un rôle puisque son inhibition dérégule les variations de la FAS au cours du cycle cellulaire. / After a meal, the glycolysis, the lipogenesis and particularly two enzymes are activated: Glucokinase (GK) and Fatty Acid Synthase (FAS) causing an increase in fatty acid biosynthesis. Another pathway of glucose leads to O-GlcNAc, glycosylation catalysed by O-GlcNAc transferase (OGT) and O-GlcNAcase (OGA). In view of the relationship between glucose levels, O-GlcNAc and the glucido-lipidic metabolism, the O-GlcNAc would regulate the expression and activity of GK and FAS. The aim was to characterize O-GlcNAc of GK and FAS, and the impact of this modification on their properties. O-GlcNAc, GK and FAS levels were measured in various models: livers and primary hepatocytes of mouse and liver cell lines cultured in conditions that modulate O- GlcNAc levels.We demonstrated that FAS and GK are O-GlcNAc depending on nutritional conditions in correlation with a better stability of proteins. It must exist a link between an excessive intake of glucose, increased levels of O-GlcNAc and abundant fatty acid production leading to hepatic steatosis. In the perspectives, we focused on the regulation of FAS expression by O-GlcNAc during the cell cycle. Indeed, FAS plays a pivotal role in the biosynthesis of biological membranes fatty acids. Accordingly, FAS may be dysregulated in abnormal cell proliferation, a major characteristic of cancer cells. In addition, these cells exhibit an overall increase of OGT expression and O-GlcNAc protein. Our initial results suggest that FAS has a variable expression during cell cycle. In addition, OGT and O-GlcNAc may play a role since the use of an OGT inhibitor deregulate changes in the FAS expression in different phases of the cycle.