Les enfants prématurés naissent avant que ne soit complété leur développement pulmonaire, ce qui engendre des perturbations importantes de l'architecture pulmonaire normale et des conséquences à long terme telle que la bronchodysplasie pulmonaire. La compréhension des mécanismes menant au développement pulmonaire normal est donc primordiale afin de mieux comprendre les stratégies à adopter devant de telles pathologies. Cette étude a permis d'analyser la distribution temporelle et spatiale de deux gènes impliqués dans le développement pulmonaire murin, FABP4 et tubuline P, dans le but de mieux comprendre leur fonction. Les résultats suggèrent que l'expression de FABP4, une protéine associée au transport lipidique, est localisée principalement aux lipofibroblastes et aux cellules endothéliales, et qu'elle augmente en fin de gestation en lien avec le développement du système du surfactant. Quant à tubuline P, son expression diminue graduellement du stade pseudoglandulaire au stade sacculaire. Son rôle exact demeure peu défini, mais elle est certainement impliquée dans plusieurs fonctions cellulaires essentielles, étant un important constituant des microtubules.

La canneberge est un petit fruit typique du continent Nord-Américain et sa consommation s'est popularisée auprès de nombreuses personnes du fait de ses bienfaits reconnus sur la santé humaine. Le jus de canneberge possède également des effets bénéfiques sur la santé grâce à sa richesse en anthocyanes et en proanthocyanidines (PACs). Cependant, son contenu élevé en acides citrique, malique et quinique pourrait induire des effets secondaires au niveau intestinal lors de sa consommation quotidienne. De plus, la composition d'un tel type de jus pourrait également induire des changements au niveau du microbiote intestinal. De ce fait, l'objectif principal de cette thèse était de démontrer les effets potentiels du retrait des acides organiques par électrodialyse avec membranes bipolaires (EDMB) du jus de canneberge, sur l'apparition de l'inflammation intestinale in vitro et in vivo ainsi que sur le microbiote intestinal, tout en identifiant le ou les acide(s) organique(s) responsable(s) de cette inflammation et leur évolution au cours de la digestion. Dans un premier temps, l'étude réalisée in vitro a permis de démontrer pour la première fois l'évolution compositionnelle du jus de canneberge à chaque étape de la digestion. Les résultats ont indiqué une perte d'anthocyanes et de PACs majoritairement lors de la phase gastrique tandis que les concentrations en acides citrique, malique et quinique restaient inchangées à la fin de la digestion. De plus, il a été mis en évidence que l'acide citrique, présent dans le jus de canneberge, était responsable de la perte d'intégrité des cellules épithéliales et pourrait ainsi déclencher l'inflammation intestinale. Dans un second temps, une première étude réalisée in vivo, a quant à elle permis de démontrer l'effet de la concentration en acides organiques contenus dans le jus de canneberge sur l'apparition de l'inflammation intestinale chez la souris. Les résultats ont indiqué qu'il existait une relation entre la concentration en acides organiques du jus et la sévérité de l'inflammation intestinale observée. Aussi, il a été démontré que l'action protectrice des polyphénols, aux concentrations de ce jus de canneberge, aurait été diminuée par la forte teneur en acides organiques. Dans un troisième temps, une seconde étude in vivo a permis de confirmer l'importance de la concentration en polyphénols contenus dans le jus de canneberge quant à la protection de l'intestin contre l'apparition de l'inflammation. Les expériences menées chez la souris n'ont pas démontré de signe d'inflammation intestinale modulée par la teneur en acides organiques du jus de canneberge, de par sa teneur élevée en polyphénols. De ce fait, l'effet de l'EDMB sur l'amélioration de l'inflammation intestinale par le retrait des acides organiques contenus dans le jus de canneberge, n'a pas pu être démontré. Cependant, il a pu être observé que le retrait de ces acides organiques, à différents niveaux, induisait une modulation de la composition et des fonctions du microbiote intestinal. L'ensemble de cette thèse a donc démontré l'importance de l'aspect compositionnel du jus de canneberge quant à l'apparition de l'inflammation intestinale et la modulation du microbiote intestinal lors d'une consommation quotidienne. Cette thèse a également contribué à l'avancement des connaissances concernant l'impact de l'EDMB appliquée au jus de canneberge et les effets santé associés aux polyphénols et au microbiote intestinal en découlant. / Cranberry is a typical fruit from North America and its consumption increased due toits beneficial effects on human health. Cranberry juice is also recognized for its health benefits due to its richness in anthocyanins and proanthocyanidins (PACs). However, its high content of citric, malic and quinic acids could induce intestinal side effects when daily consumed. In addition, the composition of such a type of juice could also induce changes in the gut microbiota. Therefore, the main objective of this thesis was to demonstrate the potential effects of the removal of organic acids by electrodialysis with bipolar membrane(EDBM) in cranberry juice, on the apparition of intestinal inflammation in vitro and in vivo,as well as on the gut microbiota, while identifying the organic acid(s) responsible for this inflammation and their evolution during digestion. Firstly, an in vitro study demonstrated, for the first time, the evolution of composition of cranberry juice at each step of the digestion. Results indicated a loss in anthocyanins and PACs mainly at the gastric step while the content in organic acids was stable at the end of the digestion. Further more, it was evidenced that the content in citric acid of cranberry juice was responsible for the loss of integrity of the epithelial cells and, thereby, could induce intestinal inflammation. Secondly, a first in vivo study has shown the effect of the organic acid content of cranberry juice on the apparition of intestinal inflammation in mice. Results indicated a relation between the concentration in organic acids and the severity of the intestinal inflammation observed. Furthermore, the protective action of polyphenols, at the concentration of the juice, was decreased by the high content in organic acids. Thirdly, a second in vivo study, demonstrated the significance of the concentrations of polyphenols of cranberry juice in protecting the intestine from the occurrence of the inflammation. Experiments conducted in mice could not evidence intestinal inflammation modulated by the content in organic acids of cranberry juice, due to its high content in polyphenols. Therefore, the effect of EDBM on improving intestinal inflammation by removing the organic acid content of cranberry juice, could not be demonstrated. However, it was observed that the removal of organic acids, at different levels, induced a modulation of the composition and the functions of the gut microbiota. Finally, this thesis demonstrated the importance of the compositional aspect of cranberry juice for the apparition of intestinal inflammation and the modulation of gut microbiota when daily consumed. This thesis has also contributed to the understanding of the impact of EDBM applied to cranberry juice and its following health effects.

Les acides gras polyinsaturés oméga-3 sont reconnus pour leurs bienfaits sur la santé. Cependant, lors d’un traitement thermique, tel que la friture, plusieurs dégradations peuvent se produire, entre autres, l’oxydation, la polymérisation et la cyclisation. Ces dégradations se produisent aux températures utilisées dans l’industrie pour la désodorisation des huiles ainsi que par les consommateurs pour la friture. Ce projet avait pour but, d’une part, de développer de nouveaux antioxydants naturels pour les huiles de friture. Ces composés seraient des dérivés d’acides phénoliques. Le coumarate d’hexyle s’est d’ailleurs avéré être un bon antioxydant potentiel pour l’utilisation en friture. D’autre part, ce projet a permis de contribuer à la synthèse d’un acide gras oméga-3 marqué, l’acide α-linolénique, afin de déterminer le mécanisme de formation des monomères cycliques. Un schéma de synthèse pour l’acide gras marqué a été élaboré et la synthèse a été amorcée. / Omega-3 polyunsaturated fatty acids are well known for their benefits on health. Unfortunately, thermal processes, such as deep frying, lead to the formation of degradation products such as cyclic fatty acid monomers, oligomers, polymers, trans and oxygenated fatty acids. All these degradations occur at temperature used in industries for oil deodorisation and by consumers in frying process. In this context, the first part of this project was to develop novel natural antioxidants for frying oil. Different phenolic acid derivatives were tested for their antioxidant properties. Amongst them, hexyl coumarate have shown a good potential as an antioxidant in frying process. Second part of this project was to synthesize deuterated omega-3 fatty acid, α-linolenic acid, to determine the mechanism of formation of cyclic fatty acid monomers. A synthesis scheme of the deuterated α-linolenic acid was elaborated and the synthesis was carry out.

Depuis plusieurs décennies, les lignes directrices en matière d'alimentation incluent la recommandation de limiter la consommation de gras saturés (AGS). Cette recommandation serait largement basée sur les associations observées entre la consommation d'AGS et une augmentation de la concentration sanguine de cholestérol sur les lipoprotéines de faible densité, un facteur de risque des maladies cardiovasculaires (MCV). Pourtant, les changements au profil lipidique observés suite à la consommation d'AGS ne se traduiraient pas systématiquement en un risque plus élevé de MCV selon la littérature actuelle. Plusieurs chercheurs soulignent également l'importance de la source alimentaire d'AGS dans la relation entre les AGS et la santé, de même que l'importance du nutriment qui sera consommé en remplacement des AGS dans cette même relation. En ce sens, la recommandation de limiter la consommation d'AGS autant que possible est actuellement remise en question par plusieurs experts : est-ce toujours pertinent de recommander une faible consommation d'AGS ? L'objectif général de ce doctorat était d'offrir des pistes de réflexion par rapport à la pertinence de la recommandation de limiter l'apport en AGS actuellement incluse dans les lignes directrices en matière d'alimentation. Plus précisément, nous avons évalué l'apport en AGS actuel des adultes Canadiens, l'impact théorique de l'adhésion à certaines recommandations spécifiques aux AGS du Guide alimentaire canadien (GAC) de 2019 par tous les Canadiens sur leurs apports nutritionnels et les associations entre les AGS de différentes sources alimentaires et la qualité globale de l'alimentation. Ces analyses ont été réalisées dans l'échantillon représentatif des Canadiens du volet nutrition de l'Enquête sur la santé dans les collectivités canadiennes de 2015. L'objectif secondaire de ce doctorat était de mesurer la santé cardiovasculaire des Québécois, avec une attention particulière sur le rôle de l'alimentation dans l'atteinte d'une bonne santé cardiovasculaire. Pour ce faire, nous avons utilisé le score Life's Simple 7 développé par l'American Heart Association (AHA) dans un échantillon d'adultes québécois parlant le français. Les résultats de ce projet ont permis d'observer que les aliments qui ne sont pas recommandés dans le GAC sont les principaux contributeurs à l'apport en AGS des adultes canadiens, qui est au-delà de la limite actuellement recommandée. Selon nos observations, l'adhésion à la recommandation de remplacer les aliments contenant des AGS par des aliments contenant de bons gras permettrait une réduction importante des apports en AGS au Canada, surtout lorsque cette recommandation est appliquée dans le groupe des aliments non-recommandés dans le GAC. Les AGS provenant des aliments de faible valeur nutritive ont également été inversement associés à la qualité globale de l'alimentation, même si l'indice utilisé pour la mesurer ne considère pas la consommation d'AGS en soi. Enfin, les résultats de ce projet ont permis d'identifier que très peu d'adultes québécois parlant le français ont une alimentation considérée comme cardio-protectrice, selon les critères de l'AHA. En somme, dans leur ensemble, les résultats de ce projet de doctorat suggèrent le potentiel effet bénéfique que pourrait avoir la promotion d'aliments entiers et peu transformés recommandés dans le GAC sur la santé cardiovasculaire et les apports nutritionnels au Québec et au Canada, au-delà de la consommation d'AGS. / The recommendation to limit the consumption of saturated fats (SFA) has been included in most dietary guidelines for decades. This recommendation is mostly based on the associations observed between SFA consumption and increased blood low-density lipoprotein cholesterol concentrations, which is considered a risk factor for cardiovascular diseases (CVD). However, the changes observed in the lipid profile following SFA consumption do not systematically involve an increased CVD risk based on current literature. Numerous researchers underline the importance of dietary sources of SFA in the relationship between SFA and health, as well as the importance of the nutrient that will be consumed in replacement of SFA in this same relationship. Accordingly, the recommendation to limit SFA intakes as much as possible is questioned by multiple experts: is it still relevant to recommend low SFA intakes? The general objective of this thesis was to offer some lines of thought regarding the relevance of the recommendation to limit SFA intakes presently included in dietary guidelines. More specifically, we evaluated the current SFA intakes of Canadian adults, the theoretical impact of the adherence to SFA-specific recommendations included in the 2019 Canada's Food Guide (CFG) by all Canadians on their dietary intakes and the associations between SFA from different food sources and overall diet quality. The secondary objective of this thesis was to measure the cardiovascular health of Quebecers, with a focus on the role of diet in the achievement of good cardiovascular health. In order to do so, we used the American Heart Association's (AHA's) "Life's Simple 7" score in a sample of French-speaking adults from the Province of Québec. The results of this project showed that food that are not recommended in the 2019 CFG are the main contributors to the SFA intakes of Canadian adults, which are above the currently recommended limit. Based on our observations, the adherence to the recommendation to replace foods that contain SFA with foods containing healthy fats would lead to important reductions in SFA intakes in Canada, mostly when this recommendation is applied to foods that are not recommended in the 2019 CFG. Moreover, SFA from foods of low nutritive value were inversely associated with overall diet quality, even if the index used to measure diet quality did not consider SFA per se. Finally, our analyses show that very few French-speaking adults from Québec have a diet that is considered cardioprotective, based on AHA's criteria. Al together, the results of this project suggest that the promotion of whole and minimally processed foods that are recommended in the 2019 CFG could potentially be beneficial for cardiovascular health and dietary intakes in Québec and Canada, beyond SFA consumption.

L’objectif du projet présenté dans ce mémoire était d’évaluer l’effet des acides gras alimentaires sur la teneur en gras du lait dans des conditions pratiques d’élevage. Pour ce faire, les profils en acides gras (16:0, 16:1, 18:0, 18:1 cis, 18:1 trans, 18:2 et 18:3) des ingrédients ont été combinés aux données d’alimentation et de lactation de vaches Holstein de la banque de données de Valacta. Les résultats ont confirmé que les effets rapportés en essais contrôlés sont également observables en pratique avec des rations composées d’aliments simples. Les apports en acides gras insaturés sont associés négativement alors que les apports en acide palmitique sont reliés positivement à la teneur en matière grasse du lait. Le concept « charge ruminale en acides gras insaturés » ne s’est pas montré meilleur que les apports en acide linoléique seul pour prédire la teneur en matière grasse du lait.

Nous avons démarré le projet en explorant la chimie de coordination des acides boroniques avec le tantale(V). Deux complexes trimétalliques, Ta₃-iBu et Ta₃-Ph, ont été synthétisés à partir de l'acide iso-butylboronique et de l'acide phénylboronique, respectivement. Nous avons découvert que le complexe Ta₃-Ph est un métallocavitant possédant une cavité comportant trois centres acide de Lewis et un site acide de Brensted au centre de sa structure. Suite à ces découvertes, nous avons entrepris l'exploration des facteurs stériques et électroniques pouvant influencer la synthèse des métallocavitants arylbronates de tantale(V). La préparation d'une série de complexes avec différents groupes fonctionnels situés en position ortho, meta, ou para a été effectuée. Les acides boroniques utilisés pour cette étude sont les acides 2,5-diméthylphénylboronique, 3,5- diméthylphénylboronique, 4-méthylphénylboronique, 3,5-bis(trifluorométhyl)phénylboronique, 4- bromophénylboronique, mésitylboronique et pentafluorophénylboronique. Nous avons obtenu les complexes Ta₃-2,5Me, Ta₃-3,5Me, Ta₃-4Me, Ta₃-3,5CF₃, Ta₃-4Br et Ta₂-Mes, respectivement. La réaction avec l'acide pentafluorophénylboronique résulte en un mélange de produits de décomposition liés au clivage du lien B-C. Nous avons observé que lorsque le groupement aryle du boronate est fonctionnalisé avec un méthylé en position ortho, il est possible de générer un composé trimétallique (Ta₃-2,5Me) mais celui ne possède pas de cavité alors que si les deux positions ortho sont fonctionnalisées, nous obtenons un produit bimétallique (Ta₂-Mes). S'il y a un encombrement stérique aux positions meta ou para, les métallocavitants sont obtenus. Une fois la généralité de la procédure établie, nous avons entrepris la synthèse de métallocavitants à grande cavité en utilisant une série d'acides boroniques fonctionalisés en position para avec des groupements aromatiques. Les acides boroniques 4-biphényle, 4-phénoxyphényle, 4-benzyloxyphényle, 4-(phényléthynyl)phényle et 4-(naphtha-l-yléthynyl)phényle ont été utilises pour générer les complexes Ta₃-4Ph, Ta₃-4OPh, Ta₃-4OBn, Ta₃-PhEt et Ta₃-Napht, respectivement. Nous avons aussi préparé un métallocavitant spécifiquement conçu pour faire l'interaction avec le C₆₀ à partir de l'acide 4-(2-(4-((9, 10-di( 1,3-dithiol-2-ylidène)-9,10-dihydroanthracen-6-yl)méthoxy)phé nyl) éthynyl)phénylboronique (Ta₃-exTTF). Nous avons étudié les propriétés hôte-invité des métallocavitants synthétisés en examinant l'interaction de ces complexes avec des bases de Lewis simples comme l'acétone et le THF. L'interaction a été caractérisée par la RMN du proton, la diffraction des rayons x, la TGA, l'infrarouge et des calculs théoriques de DFT. Nous avons ensuite entrepris de déterminer la capacité de nos métallocavitants à grande cage (Ta₃-4Ph, Ta₃-4OPh, Ta₃-4OBn, Ta₃-PhEt et Ta₃-Napht) à détecter divers composés nitroaromatiques par inspection de la réponse en fluorescence et établir si une sélectivité particulière existait. Ces mêmes métallocavitants ont ensuite été utilisés pour tenter d'effectuer la capture du C₆₀ en solution et d'observer l'interaction par UV-vis. Le métallocavitant Ta₃-exTTF a aussi été utilisé pour cette étude. Les dernières études sont séparées en trois section. Dans la première, nous avons entrepris l'expansion de notre concept de métallocavitants trimétalliques au groupe IV des métaux de transition en effectuant la préparation de plusieurs métallocavitants à base de Zr(IV) et de ligands carboxylates. Les complexes Zr₃-Ph, Zr₃-4Br, Zr₃-4C1, Zr₃-4Ph, Zr₃-4OBn, Zr₃-PhEt et Zr₃-Napht, analogues de nos composés trimétalliques de tantale, ont été préparés à partir des acides carboxyliques correspondant. La deuxième décrit la réactivité du complexe Ta₃-4Br lors de la substitution des bromures par lithiation à l'aide de rBuLi suivie d'une méthylation à l'aide d'iodométhane. Finalement, la troisième section décrit la synthèse du composé Ta₃-Carbox obtenu par la réaction du Cp*TaMe₄ avec l'acide 4-biphénylecarboxylique. La structure moléculaire de ce complexe possédant un ligand bis(olate) inhabituel est présentée.

Pathogenic nucleic acid detection, in aiming to diagnose infectious diseases and thus better provide a better treatment for them is a very important goal for human health. Moreover, as more and more links are discovered between hereditary diseases and DNA mutations, their diagnostic based on DNA mutation detection is increasingly important. Throughout this Ph. D. project, we developed a fluorometric method for nucleic acid detection based on a water-soluble cationic polymer able to transduce DNA hybridization. We demonstrated the applicability of this method to detect DNA oligonucleotides of different lengths as well as single stranded RNA extracted from the flu virus. With the use of optimized experimental conditions and a custom-built fluorimeter, we demonstrated the ability to detect as little as 220 target DNA copies in the probed volume. Since DNA is present in its double stranded form in most organisms, we also developed an experimental method allowing double stranded DNA detection with the polymeric transducer. Furthermore, we modified our DNA detection process by using fluorescence resonance energy transfer. This process, named fluorescence chain reaction and discovered by Dr. Hoang-Anh Ho, is based on a fluorescence signal amplification mechanism and allows the detection of as few as 20 copies of target DNA. With this method, it was possible to detect a single base mutation responsible for type 1 hereditary tyrosinemia in unpurified genomic DNA extracted from patient blood. Subsequently, we concentrated our efforts on the characterization of this fluorescence signal amplification mechanism. Thus, we established that the fluorescence chain reaction happens in rod-like micellar aggregates of 400 nm in length containing between 4000 and 5000 polymer-tagged DNA probe complexes. This aggregated structure maintains the fluorescent donors near the acceptors, thus greatly helping the fluorescence resonance energy transfer mechanism. Moreover, the conjugated structure of the polymeric transducer allows efficient energy transportation along its chain, accelerating the energy transfer mechanism. / Pathogenic nucleic acid detection, in aiming to diagnose infectious diseases and thus better provide a better treatment for them is a very important goal for human health. Moreover, as more and more links are discovered between hereditary diseases and DNA mutations, their diagnostic based on DNA mutation detection is increasingly important. Throughout this Ph. D. project, we developed a fluorometric method for nucleic acid detection based on a water-soluble cationic polymer able to transduce DNA hybridization. We demonstrated the applicability of this method to detect DNA oligonucleotides of different lengths as well as single stranded RNA extracted from the flu virus. With the use of optimized experimental conditions and a custom-built fluorimeter, we demonstrated the ability to detect as little as 220 target DNA copies in the probed volume. Since DNA is present in its double stranded form in most organisms, we also developed an experimental method allowing double stranded DNA detection with the polymeric transducer. Furthermore, we modified our DNA detection process by using fluorescence resonance energy transfer. This process, named fluorescence chain reaction and discovered by Dr. Hoang-Anh Ho, is based on a fluorescence signal amplification mechanism and allows the detection of as few as 20 copies of target DNA. With this method, it was possible to detect a single base mutation responsible for type 1 hereditary tyrosinemia in unpurified genomic DNA extracted from patient blood. Subsequently, we concentrated our efforts on the characterization of this fluorescence signal amplification mechanism. Thus, we established that the fluorescence chain reaction happens in rod-like micellar aggregates of 400 nm in length containing between 4000 and 5000 polymer-tagged DNA probe complexes. This aggregated structure maintains the fluorescent donors near the acceptors, thus greatly helping the fluorescence resonance energy transfer mechanism. Moreover, the conjugated structure of the polymeric transducer allows efficient energy transportation along its chain, accelerating the energy transfer mechanism. / La détection d'acides nucléiques pathogènes afin de faire le diagnostic de maladies infectieuses et ainsi mieux diriger leur traitement est un enjeu très important pour la santé humaine. Aussi, comme les mutations responsables des maladies génétiques sont de mieux en mieux connues, leur détection est maintenant possible. Au cours de ce projet de doctorat, nous avons élaboré une méthode de détection d'acides nucléiques basée sur un polymère cationique soluble dans l'eau capable de traduire la réaction d'hybridation de l'ADN en un signal optique. Nous avons démontré l'applicabilité de cette méthode pour faire la détection par fluorescence d'oligonucléotides d'ADN de différentes longueurs ainsi que d'ARN viral. Avec l'utilisation de conditions expérimentales optimisées et d'un fluorimètre conçu spécialement pour cette application, nous avons pu détecter aussi peu que 220 copies d'ADN. Par la suite, comme l'ADN est présent chez la majorité des organismes vivants sous la forme de double hélice, nous avons élaboré une méthode expérimentale originale permettant la détection directe de cette forme d'ADN. Par la suite, nous avons modifié notre méthode pour augmenter sa sensibilité en utilisant le transfert énergétique résonnant de fluorescence. Un mécanisme d'amplification du signal de fluorescence a ainsi été découvert par le Dr. Hoang-Anh Ho. Cette méthode que nous avons nommée superallumage, nous a permis de faire la détection d'aussi peu que 5 copies d'ADN cible. Avec cette méthode il a été possible de faire la détection d'une seule mutation génétique responsable de la tyrosinémie héréditaire de type 1 dans des échantillons d'ADN génomique non purifiés. Finalement, nous avons concentré nos efforts sur l'étude du phénomène d'amplification de la fluorescence menant au superallumage. Ainsi, nous avons établi que le superallumage se produit dans des agrégats micellaires ayant la forme d'un bâtonnet mesurant 400 nm de long et contenant entre 4000 et 5000 complexes polymère-sonde d'ADN marquée. Cette structure agrégée maintient les fluorophores donneurs très près des accepteurs de fluorescence, ce qui favorise grandement le processus de transfert énergétique résonnant. De plus, la structure conjuguée du polymère transducteur permet un transport efficace de l'énergie le long de sa chaîne, ce qui accélère le transfert énergétique résonnant.

Titre de l'écran-titre (visionné le 1 novembre 2023) / Le sevrage précoce dans l'industrie porcine entraine un stress chez les porcelets qui cause des problèmes de santé et des pertes économiques aux éleveurs. Le stress du sevrage diminue la prise alimentaire, retarde la croissance, augmente les risques de diarrhées et peut même entrainer la mort. En effet, le système digestif des porcelets fraichement sevrés n'est pas suffisamment mature pour l'assimilation et l'absorption des nutriments provenant des aliments solides qui sont distribués après le sevrage. Ce type d'aliment a en effet une composition bien différente du lait maternel. La santé digestive des porcelets étant en grande partie liée à cette alimentation à la suite du sevrage, il est donc important de contrôler l'apport et la composition alimentaire. L'objectif de ce travail était d'étudier l'effet des acides gras à chaines moyennes (AGCM), d'extraits de levure (EL) et de l'avoine nue dans l'alimentation des porcelets sur leur santé intestinale avant et après le sevrage. Soixante-douze porcelets provenant de 6 portées, soit 12 porcelets par portée, ont été utilisés pour les besoins de l'étude. Pendant la lactation, 4 trios de porcelets par portée ont été distribués en 4 traitements : Témoin, AGCM, EL et AGCM+EL. Les traitements consistaient à donner du jour 14 au jour 19 un comprimé contenant soit 500 mg d'AGCM, 500 mg d'EL ou 500 mg d'AGCM plus 500 mg d'EL ou aucun comprimé. Après le sevrage, les trios de porcelets ont été transférés dans le même enclos et nourris avec un aliment contenant des AGCM (0,1 %), des EL (0,1 %), un mélange AGCM et EL et d'un traitement alimentaire Témoin (TEM). Les aliments contenaient ou non 35 % d'avoine nue (AN) pour un total de 8 traitements à raison de 2 trios par traitement. Le jour du sevrage, un porcelet par enclos a été euthanasié et les deux autres ont été nourris pendant 7 jours et euthanasiés afin de collecter un échantillon de muqueuse intestinale au niveau de l'iléon et du digesta du colon. Dans la muqueuse, des marqueurs de l'inflammation et de la morphologie ont été évalués alors que la composition du microbiote (analyse des gènes 16S) a été déterminé dans le digesta du colon. Au sevrage, le poids des porcelets ainsi que la composition du microbiote n'a pas été affecté par la supplémentation en EL ou AGCM. Toutefois, les EL ont réduit l'occludine, le malondialdéhyde et le pouvoir antioxydant réducteur ferrique en absence d'AGCM (EL x AGCM; P = 0,069, P = 0,036, P = 0,035). L'EL a aussi augmenté le ligand de chimiokine à motif C-X-C 10 (P < 0,004). L'AGCM a augmenté l'antigène nucléaire des cellules proliférantes (P < 0,009) et la caspase-3 (P < 0,075). L'AGCM a aussi diminué la hauteur des villosités alors qu'elle a été augmentée en présence d'EL (AGCM x EL, P = 0,012). Après le sevrage, le supplément d'AN a augmenté le gain moyen quotidien et le poids à 7 jours (P = 0,028 et P = 0,032). Le supplément d'EL a haussé la consommation journalière mais seulement en absence d'AN (AN x EL, P = 0,077). L'AN a aussi haussé l'antigène nucléaire des cellules proliférantes (P = 0,019) et réduit le ligand de chimiokine à motif C- X-C 10 (P = 0,031). L'AN a aussi modifié l'α et la β-diversité du microbiote colique (indice de Simpson et Shannon, P = 0,021 et P = 0.041, et β-diversité P = 0,064). Parmi les familles bactériennes modifiées par l'AN, on a pu identifier les Helicobacteraceae, les Streptococcaceae, les Rikenellacea et les Spirochaetaceae. L'AGCM et l'EL ont diminué l'occludine (P = 0,008 et P = 0,001). L'EL a aussi haussé la caspase-3 mais a réduit l'occludine, la hauteur des villosités et la profondeur des cryptes (P = 0,001, P = 0.002 et P = 0.005) La concentration de MDA a été réduite par EL mais seulement en absence d'AGCM (AGCM x EL, P = 0,018). L'EL a eu aucun effet sur le microbiote alors que les AGCM ont affecté les familles bactériennes suivantes : les Enterobactericeae, les Springobactericeae et les Leuconostocaceae. Ce projet a montré que la supplémentation des porcelets en lactation avec des AGCM et des EL a un effet limité sur la croissance et le microbiote des porcelets au sevrage bien que certains paramètres de la muqueuse aient pu être modifiés par ces suppléments. Après le sevrage, l'AN a amélioré la croissance des porcelets, cette meilleure performance étant associée avec une modification de leur microbiote colique. Le supplément de AGCM dans l'aliment post-sevrage a affecté certaines familles bactériennes alors que l'EL a plutôt agit sur la muqueuse intestinale suggérant que ces deux suppléments pourraient agir en association pour améliorer la santé intestinale du porcelet sevré.

Les huiles végétales ont été identifiées depuis longtemps comme première ressource naturelle à fort potentiel permettant de remplacer le pétrole. Les acides gras insaturés obtenus à partir des huiles végétales constituent une alternative pour la production de biopolymères. La scission oxydative de l’acide oléique (C18:1) conduit aux acides azélaïque et pélargonique. Ces acides gras possèdent de nombreuses applications industrielles : en particulier l’acide azélaïque qui est le premier précurseur dans la fabrication du polymère (nylon-6: 9) utilisé dans l’industrie textile pour la production de vêtements. Actuellement, cette réaction est réalisée dans l’industrie via l’ozonolyse. Cependant, cette réaction pose de nombreux problèmes, l’ozone est un produit dangereux qui comporte un risque élevé d’explosion. L’objectif est donc de mettre au point un procédé de clivage oxydatif performant, moins couteux et moins polluant que l’ozonolyse. C’est ainsi que pour répondre aux principes de chimie durable, nous avons choisi de travailler avec les ultrasons et un système oxydant à base d’eau oxygénée, associée à des nanocatalyseurs sous forme de nanoparticules magnétisables de façon à pouvoir les séparer par application d’un champ magnétique. Ce travail aborde le sujet du développement d’un système permettant la production des monoacides et diacides sous ultrasons dans un réacteur soit discontinu (batch) ou soit à alimentation continue. L’aspect original des conclusions du travail est la vision par laquelle les ondes ultrasonores affectent la vitesse des réactions de clivage oxydatif qui passe de 5 h à 15 min pour des conversions très élevées supérieures à 98 %. En utilisant ce processus, le temps et l’énergie sont sauvés. La cavitation par ultrason est rapide et génère de fines émulsions du système biphasique dans tout le volume du réacteur qui affectent le transfert de matière interphase. Celui-ci est accéléré, ce qui permet de hautes conversions de l’huile de canola en mono et diacides gras (azélaïque et pélargonique) avec un temps de résidence aussi bas que 6 min dans le cas d’un réacteur continu et 15 min dans un réacteur discontinu, sans avoir recours à un solvant organique. La technique de production des acides carboxyliques sous ultrasons est une nouvelle technologie prometteuse pour la fabrication de biopolymères. / Vegetable oils have long been identified as a natural resource with high potential to replace petroleum. Unsaturated fatty acids obtained from vegetable oils are an alternative for the production of biopolymers. The oxidative cleavage of oleic acid (C18: 1) leads to azelaic and pelargonic acids. These fatty acids have many industrial applications: in particular azelaic acid which is a precursor in the manufacture of the polymer (nylon-6: 9) used in the textile industry for the production of clothing. Currently, this reaction is carried out in the industry via ozonolysis. However, this reaction poses many problems, since ozone is a dangerous product with a high risk of explosion. The objective is to develop an efficient oxidative cleavage process, less expensive and less polluting than ozonolysis. Thus, to meet the principles of sustainable chemistry, we chose to work with ultrasound and an oxidizing system based on hydrogen peroxide, associated with nanocatalysts in the form of magnetizable nanoparticles to separate them by a magnetic field. This work deals with the development of a system allowing the production of monoacids and diacids under ultrasound in a batch reactor or a continuous feed reactor. The original aspect of this work is the vision by which the ultrasonic waves affect the speed of the oxidative cleavage reactions which goes from 5 h to 15 min with conversions higher than 98%. Using this process, time and energy are saved. Ultrasonic cavitation is rapid and generates fine biphasic system emulsions throughout the reactor volume that affect interphase material transfer. The latter is accelerated which allows high conversions of canola oil into mono and di-fatty acids (azelaic and pelargonic) with a residence time as low as 6 min in the case of a continuous reactor and 15 min in a batch reactor, without the use of an organic solvent. The technique of producing carboxylic acids under ultrasound is a promising new technology for the manufacture of biopolymers. / Résumé en espagnol

L'impact des graisses alimentaires sur la santé, notamment dans les troubles métaboliques tels que le diabète de type 2 (DT2), varie en fonction du type de graisse consommée, enparticulier les acides gras trans industriels (AGTI) et les acides gras trans ruminants (AGTR). Alors que les AGTI, tels que l'acide élaïdique (EA) présent dans les huiles végétales hydrogénées, ont été associés à des résultats métaboliques défavorables, notamment la résistance à l'insuline et l'inflammation des preuves émergentes suggèrent que la consommation d'AGTR, tels que l'acide trans-palmitoléique (TPA) présent dans les produits laitiers et la viande de ruminants, pourrait offrir des bénéfices pour la santé, comme une amélioration de la sensibilité à l'insuline. Cependant, les mécanismes exacts sous-jacents à ces effets restent peu clairs. De plus, la perception sensorielle des graisses influence les préférences alimentaires, ce qui peut affecter les choix alimentaires et les résultats de santé métabolique. L'étude des préférences gustatives entre différents types d'AGT peut fournir des informations sur leurs effets physiologiques et orienter les stratégies pour atténuer les facteurs de risque métabolique. Cette thèse vise à explorer les implications métaboliques des AGTI et des AGTR sur l'expression génique, la composition du microbiome et les profils métaboliques. En utilisant des méthodologies novatrices telles que les nano-vésicules lipidiques pour la délivrance d'AGT et les systèmes IntelliCage® pour les évaluations des préférences gustatives, cette étude cherche à élucider les mécanismes sous-jacents des réponses métaboliques médiées par les AGT et à évaluer leur impact sur les facteurs de risque de DT2. L'hypothèse suggère que la consommation d'AGTR peut conférer des bénéfices métaboliques par rapport aux AGTI, comme en témoignent les modifications des profils omiques, de la composition du microbiome et des métabolites. En enquêtant de manière approfondie sur l'interaction entre les matières grasses alimentaires, la perception du goût et la santé métabolique, cette recherche vise à contribuer à l'amélioration de notre compréhension des stratégies alimentaires pour la prévention et la gestion des troubles métaboliques. Pour l'étude des préférences des graisses alimentaire, vingt-quatre souris femelles C57BL/6 ont été identifiées par micro-puce et logées dans des IntelliCages®. Des AGT nano-encapsulés ou de la lécithine ont été ajoutés à leur eau de boisson en plus d'un régime alimentaire normal. L'étude a duré cinq semaines, au cours desquelles les souris ont été exposées à diverses eaux et AGT/lécithine. Des mesures hebdomadaires des poids des souris, des visites dans les coins, des piquages de nez (NP) et des nombres de léchages ont été enregistrées. Dans les études sur l'expression génique et le microbiome/les métabolites, des souris male C57BL/6 ont été utilisées. Vingt souris ont été réparties en quatre groupes pour l'étude de l'expression génique, tandis que quarante souris ont été divisées également en quatre groupes pour l'étude du microbiome/ des métabolites. Différentes formulations ont été administrées via l'eau de boisson pendant 28 jours : nano-vésicules de lécithine, nano-vésicules contenant de la lécithine avec de l'EA ou du TPA (86:14 p/p), ou de l'eau (témoin), en plus d'un régime alimentaire riche en matières grasses (18% de calories provenant des matières grasses). Des mesures de poids corporel ont été prises tout au long de l'étude, et des échantillons de sang et de selles ont été prélevés le jour 28 pour l'analyse. Les phospholipides plasmatiques ont été analysés par chromatographie en phase gazeuse (GC) dans l'étude de l'expression génique, tandis que l'ARN total a été extrait à partir d'échantillons de tissu adipeux et séquencé. Des échantillons de matières fécales et des poids d'animaux ont été collectés les jours 0, 7 et 28 pour l'étude du microbiome/ des métabolites. Les échantillons de matières fécales ont été soumis à un séquençage de l'ARNr 16S pour le profilage du microbiome intestinal et à une analyse GC/MS pour les concentrations de métabolites fécaux. L'étude a assuré une teneur en AGT stable dans les formulations et une taille de gouttelettes d'émulsion optimisée pour une préférence accrue. Les souris ont montré des préférences similaires pour les vésicules d'AGT nano-encapsulées et celles de lécithine seule, indiquant une préférence générale pour les graisses alimentaires. L'analyse de l'expression génique a révélé des altérations distinctes dans les transcriptomes des tissus adipeux, le TPA induisant des changements dans les voies del'inflammation et du métabolisme du glucose par rapport à l'EA. La consommation de TPA a régulé à la hausse les gènes associés aux réponses immunitaires innées, potentiellement bénéfiques dans la défense de l'hôte. Plus spécifiquement, des voies telles que la signalisation de l'Interleukine-17 (Il-17) et du TNF ont été affectées, suggérant des impacts sur le métabolisme du glucose. De même, l'analyse du microbiome et des métabolites fécaux a démontré des effets différentiels de l'EA et du TPA sur le métabolisme du glucose, la consommation de TPA étant associée à des changements bénéfiques dans les taxons microbiens tels qu'une diminution de Staphylococcus et une augmentation des niveaux d'acides gras à chaine courte (AGCCs), y compris l'acide butyrique et l'acide propionique. Ces résultats suggèrent que le TPA pourrait offrir de plus grands avantages métaboliques que l'EA, soulignant l'importance de comprendre les effets divers des AGT sur la santé métabolique. Étant donné les préférences en matières grasses comparables observées pour le TPA et l'EA, substituer l'EA par le TPA pourrait potentiellement conférer des avantages dans le contexte du DT2. / The impact of dietary fat on health, particularly in metabolic disorders like type 2 diabetes (T2D), varies depending on the type of fat consumed, notably industrial trans fatty acids (I-TFA) and ruminant trans fatty acids (R-TFA). While I-TFA such as elaidic acid (EA), found in hydrogenated vegetable oils, has been linked to adverse metabolic outcomes, including insulin resistance and inflammation, emerging evidence suggests potential health benefits from R-TFA intake such as trans palmitoleic acid (TPA) found in dairy products and meatfrom ruminant animals, including improved insulin sensitivity. However, the exact mechanisms underlying these effects remain unclear. Additionally, the sensory perception of fats influences food preferences, potentially affecting dietary choices and metabolic health outcomes. Investigating taste preferences between different types of TFAs can provide insights into their physiological effects and inform strategies for mitigating metabolic risk factors. This thesis aims to explore the metabolic implications of of I-TFA and R-TFA on gene expression, microbiome composition, and metabolite profiles. Utilizing novel methodologies such as lipid nanovesicles for TFA delivery and IntelliCage® systems for taste preference assessments, this study seeks to elucidate the mechanisms underlying TFA-mediated metabolic responses and evaluate their impact on T2D risk factors. The hypothesis suggests that R-TFA intake may confer metabolic benefits compared to I-TFA, as evidenced by alterations in omics profiles, microbiome, and metabolite composition. By comprehensively investigating the interplay between dietary fats, taste perception, and metabolic health, this research aims to contribute to our understanding of dietary strategies for preventing and managing metabolic disorders. For the fat preference study, twenty-four female C57BL/6 mice were microchipped and housed in IntelliCages®. Nano-encapsulated TFA or lecithin were added to their drinking water alongside a normal diet. The study lasted five weeks, during which mice experienced various water and TFA/lecithin exposures. Weekly measurements of mouse weights, corner visits, nose pokes (NP), and lick numbers were recorded to measure preference for each corner. In both the gene expression and microbiome/metabolite studies, C57BL/6 mice were utilized. Twenty mice were allocated to four groups for the gene expression study, while forty mice were divided equally into four groups for the microbiome/metabolite study. Different formulations were administered via drinking water over 28 days: lecithin nanovesicles, nanovesicles containing lecithin with EA or TPA (86:14 w/w), or water (control), alongside a regular fat diet (18% calories from fat). Body weight measurements were taken throughout, and samples were collected on day 28 for analysis. Plasma phospholipids were analyzed via gas chromatography in the gene expression study, while total RNA was extracted from adipose tissue samples and sequenced. Fecal samples and animal weights were collected on days 0, 7, and 28 for the microbiome/metabolite study. Fecal samples were subjected to 16S rRNA sequencing for gut microbiome profiling and GC/MS analysis for fecal metabolite concentrations. Mice showed similar preferences for TFA vesicles and blank lecithin vesicles, indicating a general preference for dietary fat. Gene expression analysis revealed distinct alterations in adipose tissue transcriptomes, with TPA inducing changes in inflammation and glucose metabolism pathways compared to EA. TPA intake upregulated genes associated with innate immune responses, potentially beneficial in host defense. Similarly, microbiome and fecal metabolite analysis demonstrated differential effects of EA and TPA on glucose metabolism, with TPA intake associated with beneficial shifts in microbial taxa such as decreased Staphylococcus and increased short chain fatty acids (SCFA) levels, including butyric and propionic acids. These findings suggest that TPA may offer greater metabolic benefits than EA, emphasizing the importance of understanding TFA's diverse effects on metabolic health. Given the comparable fat preferences observed for TPA and EA, substituting EA with TPA could potentially confer benefits in the context of T2D.