Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdorales, 2015-2016 / Les acides gras polyinsaturés oméga-3 (AGPI n-3), plus spécifiquement l’acide eicosapentaénoïque (AEP) et l’acide docosahexaénoïque (ADH), abaissent le risque de maladies cardiovasculaires (MCV) en agissant sur différents facteurs de risque dont une diminution des triglycérides (TG) plasmatiques et de l’inflammation. Toutefois, une grande variabilité interindividuelle dans la réponse cardiométabolique à la supplémentation en AGPI n-3 est observée et elle serait en partie reliée à des facteurs génétiques. Les gènes du métabolisme des lipides, dont les phospholipases A2 (PLA2), ont été modulés suite à la supplémentation de 3 g d’AEP et d’ADH/jour pendant six semaines. Des effets de génotype*supplémentation ont été observés avec des variations des gènes des PLA2 sur les niveaux de TG et de protéine C-réactive (CRP). Les résultats suggèrent que des variations sur les gènes de PLA2 expliquent en partie la variabilité interindividuelle de la réponse des TG et de la CRP à la supplémentation en AGPI n-3. / Fish oil-derived long-chain omega-3 (n-3) polyunsaturated fatty acids (PUFAs), including eicosapentaenoic acid (EPA) and docosahexaenoic acid (DHA), reduce the risk of cardiovascular disease by lowering plasma triglyceride (TG) and inflammation levels. However, a large inter-individual variability is observed, which could be explained by genetic factors. Genes involved in metabolic pathways of n-3 PUFA, including phospholipases A2 (PLA2) had changes in their expression in individuals who consumed 3 g/day of EPA and DHA for 6 weeks. Genotype by supplementation interaction effect on TG and C-reactive protein (CRP) levels were observed for PLA2 variations. These results suggest that variations in PLA2 genes may influence plasma TG and CRP levels during a supplementation with n-3 PUFA.

L'alimentation peut faire varier la réponse lipoprotéique. Les diètes faibles en gras comparativement à celles riches en gras tendent à diminuer la taille des LDL, augmentant le risque de maladies cardiovasculaires. Le temps nécessaire pour induire ce changement n'est pas déterminé. Afin de permettre de telles modifications, une variation dans l'absorption des acides gras et dans la production des chylomicrons pourrait avoir lieu. Aucune étude, à notre connaissance, n'a évalué l'effet d'une variation dans la composition nutritionnelle sur l'expression des gènes intestinaux. L'objectif de ce mémoire est de comparer les effets d'une diète faible et riche en gras sur la taille des LDL ainsi que sur l'expression des gènes intestinaux impliqués dans le métabolisme des lipoprotéines après seulement trois jours d'intervention alimentaire. Les résultats indiquent qu'une diète faible en gras de trois jours diminue la taille des LDL ainsi que l'expression des gènes intestinaux comparativement à une diète riche en gras.

Les travaux présentés dans ce mémoire ont pour but d'examiner les effets d'une supplémentation en huile de poisson (FO) avec ou sans consommation en jus de canneberges (JC) sur la vasodilatation de l'artère brachiale induite par une hyperémie (FMD) provoquée chez l'homme. Pour cela, 86 hommes ont été divisés aléatoirement en 4 groupes: 1) placebo, n=16, 2) 500mL/jour JC, n=23, 3) 2.3g/jour FO, n=22 ~t 4) FO+JC, n=25. La FMD a été mesurée avant et après l'intervention par une échographie de l ' artère brachiale. Les mesures ont été effectuées au repos ainsi que 60 et 90 secondes suivant l'hyperémie. Nous avons observé que la valeur au repos, FMD60 et FMD90 étaient significativement différentes entre le début et la fin uniquement pour le groupe ayant consommé du JC. Toutefois aucune différence significative n'a été observée pour les groupes ayant consommé des FO et FO*JC. Nous avons aussi observé que les changements de FMD60 et FMD90 ainsi que celles avec nitroglycérine sublinguale étaient négativement associés avec le diamètre artériel brachial.

L’obésité et ses complications métaboliques dont notamment la stéatose hépatique non alcoolique, sont principalement attribuables à des facteurs environnementaux, parmi lesquels la diète joue un rôle majeur. Il est donc justifié pour les scientifiques de s’intéresser à l’effet des aliments sur cette pathologie, à commencer par les acides gras oméga-3 dont les effets bénéfiques sur la santé métabolique ont été démontrés. La découverte récente du rôle du microbiote intestinal et de ses interactions, non seulement avec les nutriments mais également avec les fonctions métaboliques de l’hôte, ouvre un nouveau champ de recherche. L’étude proposée dans ce mémoire avait pour but de déterminer le lien entre l’obésité, le microbiote intestinal et les acides gras oméga-3. Les résultats démontrent que certains des effets bénéfiques attribués aux acides gras oméga-3 sont dépendants du passage de ces acides gras dans la lumière du tube digestif. La prévention de l’accumulation des triglycérides hépatiques est en effet seulement induite lorsque les acides gras oméga-3 transitent par l’intestin, tandis que leur seule présence au niveau tissulaire est insuffisante pour provoquer ces effets. De même, le passage des acides gras oméga-3 par le tube digestif est associé avec une augmentation de la masse du caecum, ce qui suggère également une implication de la flore intestinale, mais qui demeure toutefois à confirmer par des analyses métagénomiques.

L'anabolisme protéique des nouveau-nés est une caractéristique qui décroît rapidement durant la période néonatale. C'est une résistance musculaire à utiliser les acides aminés en réponse à un stimulus de l'insuline qui s'installe durant cette période de développement qui est responsable en partie de cette régulation. Les acides gras n-3 à longue chaîne (20 atomes de carbone et plus) des phospholipides membranaires des muscles ont été ciblés comme régulateurs positifs de la sensibilité musculaire à l'insuline chez des humains ou les espèces animales devenus résistants par certaines pathologies. L'ajout de ces acides gras particuliers dans l'alimentation lactée des porcelets nouveau-nés pourrait retarder le déclin de la sensibilité à l'insuline observé durant la période néonatale. Dans cette étude, nous avons enrichi les phospholipides membranaires des muscles des porcelets en acides gras n-3 à longue chaîne par l'ajout d'huile de poisson dans l'alimentation lactée entre les âges de 2 et 10 jours et de 2 à 28 jours. Nous avons identifié les acides gras n-3 à longue chaîne des membranes musculaires comme régulateurs potentiels du déclin néonatal de la sensibilité musculaire à l'insuline chez le porcelet. L'anabolisme protéique du corps entier tend à être amélioré avec une alimentation riche en acides gras n-3 à longue chaîne. Cette amélioration a été possible par des tendances à augmenter la rétention protéique corporelle et à réduire l'oxydation des acides aminés.

La sensibilité musculaire à l'insuline est associée à l'efficacité à synthétiser des protéines chez le bouvillon. Cette sensibilité décroit tout au long de la vie, peut être améliorée par un enrichissement des membranes musculaires en acides gras oméga-3 à longue chaine (AGn-3LC) et cette réponse est proportionnelle à la quantité d'huile ingérée. Indépendamment de la signalisation de l'insuline, la leucine peut également augmenter la synthèse protéique. La présente étude montre qu'une injection abomasale quotidienne de leucine haussant la concentration de leucine libre de 22 % dans le muscle combinée à une perfusion continue et modérée de sept semaines d'huile de menhaden dans l'abomasum enrichissant les glycérophospholipides du muscle semi-tendineux en AGn-3LC de 107 % n'a pas augmenté l'utilisation corporelle du glucose ou des acides aminés de façon synergique. Cette étude contribue au développement de la compréhension de la régulation de l'anabolisme protéique des bovins en croissance par les AGn-3LC.

I. DESCRIPTION DE PROJET DE RECHERCHE<p><p>Le canal sodium épithélial bloquable par l’amiloride (ENaC) est une protéine intégrale de la membrane apicale des épithéliums impliqués dans l’absorption du sodium. Deux fonctions majeures sont directement liées au fonctionnement d’ENaC. D’une part, la régulation de la balance sodée par le rein et donc de la pression artérielle et d’autre part, la clairance du fluide alvéolaire pulmonaire.<p>Le transport vectoriel de sel et d’eau à travers ces épithéliums à jonctions serrées repose sur un transport actif de sodium entraînant un flux osmotique d’eau. Ce transport de sodium s’effectue en deux étapes: l’entrée apicale, par diffusion, facilitée via ENaC, et la sortie basolatérale, active, par les pompes Na+/K+ ATPases.<p><p>Ces dernières années, un intérêt grandissant est porté sur les acides gras polyinsaturés à longues chaînes de type oméga 3 (PUFAs) et leurs implications dans divers processus physiologiques. Entre autres effets, les PUFAs modulent différents types de canaux ioniques (canaux Na+ dépendant du voltage, Ca++ L-type, K+).<p>Les études in vivo impliquant un effet à long terme des PUFAs décrivent des mécanismes inhibiteurs. Cependant, lors d’une étude précédente, axée sur la composition lipidique des membranes de cellules rénales en culture et l’influence de l’ajout d’acides gras saturés et insaturés sur le transport du sodium, nous avons constaté que les acides gras polyinsaturés à longues chaînes de type oméga 3 augmentaient la réabsorption du sodium. Ces résultats pourraient être intéressants, car les canaux sodiques de l’épithélium alvéolaire sont en contact direct avec le surfactant, dont la composition lipidique varie en fonction de l’apport alimentaire en PUFAs. Chez les prématurés humains, le syndrome de détresse respiratoire est une des causes les plus fréquentes de mortalité. Dans un certain nombre de cas, on peut restaurer une fonction pulmonaire satisfaisante par l’administration de surfactant.<p><p>Dans ce travail, nous avons opté pour une approche fondamentale des mécanismes de régulation du canal sodium épithélial par l’acide eicosapentanoïque (EPA, C 20:5, n-3). Des études électrophysiologiques, biochimiques et d’imagerie cellulaire ont été réalisées sur la lignée cellulaire A6 de rein d’amphibien, qui sert d’épithélium modèle pour l’étude d’ENaC depuis plus de 25 ans. Cette lignée exprime des canaux sodiques très sélectifs et possède des propriétés électrophysiologiques facilitant l’étude de leur régulation.<p><p>Ce travail nous a permis de mettre en évidence de nouveaux mécanismes fondamentaux dont la pertinence physiologique et /ou clinique ne pourra être établie qu’en transposant cette étude sur un modèle in vivo, comme nous le proposons dans les perspectives.<p><p>Dans le présent travail, nous avons étudié :<p><p>1.\ / Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Résumé : La résistance à l’insuline est un facteur de risque important pour le développement du diabète de type 2. Un désordre au niveau du métabolisme postprandial, qui se manifeste par une diminution relative du stockage des acides gras (AG) dans les tissus adipeux, mène à un débordement plasmatique des AG et à leur canalisation dans les tissus maigres tels que le cœur, le foie et les muscles squelettiques sous forme de dépôts ectopiques. Ce phénomène, connu sous le nom de lipotoxicité, se développe dans un contexte de balance énergétique positive chronique favorisée par la consommation alimentaire excessive ainsi que la sédentarité et peut varier entre les hommes et les femmes. Plusieurs études démontrent que le changement des habitudes de vie peut corriger ces désordres métaboliques. Notre laboratoire a développé une méthode unique pour étudier le métabolisme des AG de façon non invasive à l’aide d’un traceur radioactif, l’acide 14(R,S)-fluoro-6-thia-heptadécanoïque ([indice supérieur 18]F-FTHA), un analogue des acides gras à longue chaines utilisé en tomographie par émission de positrons. Nos études antérieures ont démontré que chez les sujets intolérants au glucose (IG+) on observe des niveaux de captage des AG dans le myocarde plus élevés associés à une fraction d’éjection du ventricule gauche ainsi qu’un volume d'éjection systolique diminués. À la suite d’une intervention d’un an axée sur les habitudes de vie des sujets IG+, on note une diminution du captage des AG dans le myocarde ainsi qu’une amélioration des paramètres de la fonction cardiaque. Cependant, chez des sujets IG+ ayant suivi une restriction calorique d’une semaine sans modifications de leur niveau d’activité physique, nous avons observé une augmentation du captage des AG dans le myocarde en parallèle avec une diminution de la fraction d’éjection du ventricule gauche. La restriction calorique, l’activité physique et la perte de poids influencent le métabolisme des substrats énergétiques et la fonction cardiaque chez les IG+, mais le sexe biologique est aussi un facteur important qui agit sur ces derniers. Le captage élevé des AG par le cœur chez les hommes est expliqué par des niveaux de chylomicrons plus élevés alors que chez les femmes il est associé à l’obésité. Bien que nos études ne nous ont pas permis de faire un lien entre les habitudes de vie des sujets IG+ et les anomalies métaboliques observées en période postprandiale chez ces sujets ni d’identifier quels changements dans leurs habitudes de vie ont contribué aux améliorations métaboliques dans le myocarde, elles nous ont amenées à redéfinir nos outils méthodologiques pour mieux étudier les habitudes de vie et de prendre en considération les différences entre les hommes et les femmes dans nos études futures. / Abstract : Insulin resistance is a major risk factor for the development of type 2 diabetes. Abnormalities in postprandial metabolism, which are characterized by a relative decrease in fatty acid storage capacity in adipose tissue leading to fatty acid spillover into the systemic circulation, give rise to ectopic fat deposition in non adipose tissues such as the heart, the liver and skeletal muscles. This phenomenon, commonly referred to as lipotoxicity, arises within the context of a chronic positive energy balance which is the direct result of excessive food consumption together with decreased energy expenditure and may be different in men and women. Many studies have shown, however, that metabolic abnormalities are reversible with changes in lifestyle habits. Our laboratory has developed a unique non-invasive method to study dietary fatty acid (DFA) metabolism using a radioactive tracer, 14(R,S)-[[superscript 18]F]-fluoro-6-thia-heptadecanoic acid ([superscript 18]F-FTHA), a long-chain fatty acid analogue, in combination with positron emission tomography. Our previous work demonstrated that patients with impaired glucose tolerance (IGT+) display an increase in myocardial DFA partitioning associated with a decreased left ventricular ejection fraction and stroke volume. Following a one-year lifestyle intervention regimen in IGT+ subjects, a reduction in myocardial DFA uptake as well as an improvement in cardiac function parameters was observed. However, IGT+ subjects who participated in a short-term caloric restriction while maintaining their usual level of physical activity, experienced an increase in myocardial DFA partitioning in parralel with a decreased left ventricular ejection fraction. Caloric restriction, physical activity and weight loss all have an impact on energy substrate metabolism and cardiac function in IGT+ patients, but gender is a major determinant as well. Increased myocardial DFA uptake in men is driven largely by elevated circulating chylomicron-TG levels whereas in women it appears to be associated with obesity. Although it was not possible for us to establish a link between IGT+ patients’ lifestyle habits and the postprandial metabolic abnormalities that they display nor to identify which lifestyle changes contributed to the metabolic improvements in the heart observed after the intervention, our studies helped redefine our methodological tools for assessing lifestyle parameters and underlined the importance of considering gender differences in our future studies.

Le diabète de type-2 et le syndrome métabolique sont associés à une augmentation du stress oxydant et du risque cardiovasculaire. L'hyperactivation plaquettaire et les dyslipoprotéinémies sont deux causes majeures de l'athérothrombose. Nous avons montré que des lipoprotéines de basse densité (LDL) issues du plasma de diabétiques de type-2 activent les plaquettes sanguines. L'objectif principal de notre étude a été d'établir le profil en lipides et peroxydes lipidiques de LDL provenant de volontaires ayant un syndrome métabolique (SM), un diabète de type-1 (DT-1) ou de type-2 (DT-2), comparativement à celui de volontaires sains (V). Un autre objectif a été de déterminer leur impact sur l'activation plaquettaire. Seules les LDL des groupes SM et DT-2 ont des anomalies lipidiques telles que : augmentation des triacylglycérols, diminution des esters de cholestérol et de l'acide linoléique. Les LDL des groupes SM, DT-1 et DT-2 présentent un stress oxydant, démontré par l'augmentation des produits de peroxydation lipidique comme les acides gras hydroxylés et le dialdéhyde malonique, ainsi que par la diminution des plasmalogènes (sous-classe de phospholipides à éthanolamine). Comparativement aux plaquettes incubées avec les LDL de V, les plaquettes incubées avec les LDL des autres groupes sont activées comme le montre une exacerbation de la cascade de l'acide arachidonique (p38 MAPK, phospholipase A2 cytosolique, thromboxane A2). Ainsi, dans les états pré-diabétique et diabétique de type-2, les LDL subissent des modifications lipidiques et oxydatives, puis activent les plaquettes. Nos résultats suggèrent que les peroxydes lipidiques des LDL induisent l'hyperactivation plaquettaire.

Les acides dicarboxyliques (DCA) sont des composés de base pour la production de polymères, plastiques, lubrifiants, antibiotiques et parfums. Bien que de grand intérêt, les DCA qui comportent une chaîne aliphatique supérieure à douze atomes de carbone sont difficilement synthétisables par la voie chimique. L'objet de cette étude est de développer un procédé biotechnologique pour produire ces composés par bioconversion de matières premières renouvelables (huile de tournesol oléique) via la levure Yarrowia lipolytica. <br />Chez les souches sauvages, les acides gras sont principalement dégradés par la voie de la Β-oxydation. Nous avons bloqué la première étape de la Β-oxydation par disruption séquentielle des six gènes codant les acyl-CoA oxydases permettant ainsi de réorienter le flux d'acides gras vers l'ω-oxydation qui conduit à la production de DCA. L'amélioration de la production des DCA a été obtenue par l'augmentation de l'activité d'hydroxylation, impliquée dans l'ω-oxydation, en surexprimant les gènes codant la NADPH cytochrome P450 réductase et les 12 cytochromes P450. Néanmoins, la moitié du substrat s'accumule dans les corps lipidiques. Ce stockage a été réduit, par disruption de gènes, entraînant ainsi une augmentation du rendement de bioconversion.<br />Enfin, l'étude de mutants d'insertion a révélé l'implication de 5 ABC transporteurs PDR qui confèrent la résistance aux drogues. L'étude fonctionnelle de cette famille a démontré que le transporteur Abc1p serait un exporteur membranaire spécifique des alcanes à longue chaîne carbonée, constituant le premier ABC transporteur PDR responsable de l'export de molécules physiologiques. <br /> Ces travaux ont permis de développer une souche améliorée de Y. lipolytica pour la production de DCA à partir d'huiles végétales.