La biohydrogénation (BH) ruminale des acides gras polyinsaturés (AGPI) est à l’origine de la production d’AG trans pouvant se retrouver dans les productions de ruminants, dont le lait. Parmi ceux-ci, les isomères t11 auraient des effets bénéfiques pour la santé des consommateurs alors que les isomères t10 sont potentiellement défavorables. En élevage, l’apport de graines oléagineuses dans la ration des vaches permet d’augmenter la teneur du lait en ces acides gras. Or ces graines sont souvent distribuées chauffées pour améliorer leur valeur nutritionnelle. Expérimentalement, les effets des graines chauffées sur les teneurs en isomères t11 dans le rumen ou le lait sont variables, mais généralement elles permettent une augmentation des isomères t11 et une protection des AGPI. Au contraire, des huiles très oxydées par chauffage diminuent fortement les isomères t11 et augmentent parfois les isomères t10. Les produits d’oxydation des lipides générés pendant le chauffage des graines ou des huiles pourraient être incriminés. Les objectifs de la présente étude étaient d’explorer les éventuels effets des produits d’oxydation du c9,c12-C18:2 sur sa BH ruminale. In vitro, la protection des AGPI dans des graines de soja chauffées a été liée aux aldéhydes et en particulier à l’hexanal. L’augmentation des isomères t11 a été observée avec un aldéhyde long et insaturé, le t2,t4-décadiénal, suite à une inhibition de la dernière étape de la BH. Cet effet était concomitant à une modification marquée de la communauté bactérienne du rumen induite par cet aldéhyde. Les hydroperoxydes issus du c9,c12-C18:2 sont le 13HPOD et le 9HPOD. L’augmentation des isomères t10 a systématiquement été reliée au 13HPOD dans nos différentes expérimentations. Aucun mécanisme d’action n’a pu être formellement démontré mais l’effet du 13HPOD s’exercerait plutôt sur le microbiote, car il ne module pas l’activité de la Δ9-isomérase. Quant à la diminution des isomères t11 observée avec les huiles chauffées, elle n’a pas pu être expliquée. Elle pourrait également être liée, au moins partiellement, aux 13HPOD et 9HPOD, capables d’inhiber la Δ12-isomérase. Des modifications des fermentations ruminales, sans altération mesurable de l’abondance, de la diversité ou de la structure de la communauté bactérienne, suggèrent aussi un effet des AGPI chauffés sur l’activité des bactéries. / Ruminal biohydrogenation (BH) of polyunsaturated fatty acids (PUFA) produces some trans FA which can be found in ruminant products. Among them, t11 isomers would be beneficial for human health while t10 isomers are potentially deleterious. In farms, addition of oilseeds to the diet of dairy cows increases these fatty acids in milk. Oilseeds are often heated before incorporation to cow’s diets, to enhance their nutritional value. Experiments investigating effects on t11 isomers content in rumen and milk of cows receiving heated oilseeds provided variable results, but they usually increased t11 isomers and protected PUFA from BH. On the contrary, highly oxidized oil decrease t11 isomers and sometimes increase t10 isomers. Lipid oxidation products generated during heating of oilseeds and oils could be incriminated. The objectives of the present study were to investigate the effects of c9,c12-C18:2 oxidation products on its BH. Protection of PUFA in heated soybeans was linked to aldehydes, mainly hexanal. An increase of t11 isomers was observed with a long and unsaturated aldehyde, the t2,t4-decadienal, due to an inhibition of the last BH step. This effect was concomitant with a modification of bacterial community by t2,t4-decadienal. Hydroperoxides formed during c9,c12-C18:2 heating are 13HPOD and 9HPOD. The increase of t10 isomers in all of our experimentations was systematically linked with 13HPOD. No definitive explanation about the mechanism of action could be proposed, but 13HPOD would most probably act on microbiote since it had no effect on Δ9-isomerase. Our experiments did not explain the decrease of t11 isomers observed with heated oils, which could, at least in part, be due to 13HPOD and 9HPOD, which were able to inhibit Δ12-isomerase Some modifications of ruminal fermentation without measurable alteration of bacterial community abundance, diversity or structure also suggest an action of heated PUFA on bacterial activity.

Les levures Candida sont des pathogènes opportunistes émergents. Après phagocytose macrophagique, C. albicans reprogramme son métabolisme pour faire face à une carence carbonée et induit 2 voies métaboliques, le cycle du glyoxylate et la β-oxydation. Notre objectif est d’étudier le lien entre β-oxydation, capacité de résistance à la phagocytose et virulence dans notre modèle biologique C. lusitaniae. Chez les levures Ascomycètes la β-oxydation, essentielle pour dégrader les acides gras (AG), est présumée être exclusivement peroxysomale.Nous avons construit 3 mutants nuls chez C. lusitaniae : icl1Δ, fox2Δ et pxa1Δ, respectivement défectifs pour l’isocitrate lyase (enzyme clé du cycle du glyoxylate), pour la protéine multifonctionnelle de la β-oxydation et pour une protéine responsable de l’import peroxysomal des AG à longue chaîne. L’étude de l’assimilation des AG et du catabolisme du 14Calpha-palmitoyl-CoA a révélé que les acyl-CoA à longue chaîne étaient toujours dégradés chez fox2Δ. L’étude du catabolisme des AG dans les fractions peroxysomale et mitochondriale des souches sauvage et fox2Δ, l’immunolocalisation de la protéine Fox2p et la mesure de la respiration mitochondriale nous ont permis de montrer pour la première fois chez une levure Ascomycète l’existence d’une β-oxydation Fox2p-dépendante dans la mitochondrie. C’est aussi la première démonstration chez un organisme eucaryote de la double localisation peroxysomale et mitochondriale de Fox2p. L’invalidation des gènes FOX1 et FOX3 (acyl-CoA oxydase et kétoacyl-CoA thiolase) a confirmé pour la première fois chez les champignons l’existence d’une voie peroxysomale alternative de catabolisme des AG, Fox2p-indépendante / The Candida spp. are emerging opportunistic pathogens. Phagocytic cells are a primary line of defense against these opportunistic pathogens. Upon phagocytosis by macrophages, C. albicans reprograms its metabolism because genes involved in the peroxisomal metabolism, such as glyoxylic acid cycle and beta-oxidation pathway, are overexpressed. The objective of this study was to study the relation between fatty acid beta-oxidation, resistance to phagocytosis and virulence in the biological model Candida lusitaniae. In ascomycetous yeasts, the fatty acid β-oxidation is assumed to be exclusively located to peroxisomes.We constructed three null-mutants in C. lusitaniae: icl1Δ, fox2Δ et pxa1Δ, respectively lacking the isocitrate lyase (a key enzyme of the glyoxylate cycle), the multifunctional fatty acid beta-oxidation protein (essential in C. albicans to the β-oxidation pathway), and a protein involved in the peroxisomal import of long-chain fatty acids. The study of fatty acid assimilation and 14Calpha-palmitoyl-CoA catabolism revealed that long-chain fatty acids were still catabolized in fox2Δ. The observation of 14Calpha-palmitoyl-CoA catabolism in mitochondrial and peroxisomal fractions of wild-type and fox2Δ strains, the immunolocalization of Fox2p and mitochondrial respiration measurements yielded to the first demonstration in ascomycetous yeast of a mitochondrial Fox2p-dependent fatty acid β-oxidation pathway. We also demonstrated for the first time in Eucaryota that Fox2p co-localized in both peroxisomes and mitochondria. The invalidation of FOX1 and FOX3 genes (acyl-CoA oxidase and ketoacyl-CoA thiolase, respectively) confirmed for the first time in Fungi the existence of an alternative peroxisomal pathway for fatty acid catabolism, Fox2p-independently.

Des approches traditionnelles en combinaison avec des méthodes moléculaires et biochimiques ont été utilisées pour étudier les communautés zooplanctoniques de la saline de Sfax. Une dizaine d'espèces ont été identifiées dans 4 bassins de salinité croissante. Les copépodes étaient la composante la plus représentative du compartiment zooplanctonique dans les bassins A5, A16 et C41. Le bassin M2 est monozoïque avec une présence exclusive d'Artemia salina.Nous avons montré le rôle crucial de la salinité dans la distribution des espèces mais nous avons souligné également l’influence, quoique plus faible, d’autres facteurs comme le ratio N:P qui pourrait être liée au mode de vie des animaux et directement aux phytoplancton. La composition en acides gras des copépodes et des Artemia est liée aux facteurs physico-chimiques et biologiques. Grâce à leur teneur en acides gras hautement insaturés, les copépodes et les Artemia peuvent être utilisés comme source alimentaire pour les poissons d'élevage. La phylogénie des copépodes est controversée puisque la structuration génétique de ce groupe n’est pas nettement identifiable. L’existence d’espèces cryptiques au sein des Paracartia grani est supposée mais reste à confirmer. Les facteurs abiotiques ne sont pas impliqués dans ces processus de divergence génétique. Chez Artemia salina, la forte teneur en sel, est un facteur de ségrégation des populations, l’adaptation des artémies à cette condition aboutit à des populations génétiquement distinctes. Un clivage génétique est repéré, il met en évidence une séparation entre les populations vivant dans de fortes teneurs en sel et celles en pleine mer. / Zooplankton community of solar saltern of Sfax. A dozen of species were identified in four ponds of increasing salinity. Copepods were the most abundant group in A5, A16 and C41. M2 is monozoic with an exclusive presence of Artemia salina. Salinity have a crucial role in species distribution, whereas, other factors such as N:P ratio have smaller influence. Fatty acids composition of copepods and Artemia depends on physico-chemical and biological parameters. Owing to their Highly unsaturated fatty acids (HUFAs) composition, copepods and Artemia of the saltern of Sfax can be used as food source for cultured fishes. Copepods phylogeny is controversial because their genetic structure is not clearly identifiable. The existence of cryptic species within Paracartia grani is assumed but should be confirmed. Abiotic factors are not involved in processes of genetic divergence. For Artemia salina, the high salinity, is a factor of population segregation, the adaptation of Artemia in such condition leads to distinct, genetically, population. A genetic divide was identified, it highlights a separation between population living in high salinity and those in the sea.

Les accidents cardio-vasculaires représentent la première cause de décès en France. Parmi les facteurs de risque de ces pathologies figure la structure de l’apport lipidique, excédentaire en acides gras saturés, et déficitaire en acides gras polyinsaturés n-3. L’objectif de cette thèse est la mise au point d’un corps gras alimentaire, dont le profil lipidique permet de participer au rééquilibrage des apports en acides gras, avec comme cible la prévention des maladies cardio-vasculaires.Quatre études ont été réalisées pour répondre à cette problématique. Après la mise au point du profil en acides gras optimal, l’impact de la formulation de la phase concrète sur la texture du produit a été étudié afin de concilier les exigences nutritionnelles et les contraintes techniques de sa fabrication et de sa conservation.La mise au point de la formulation de la phase fluide a engendré une étude sur le développement de composés volatils délétères suite à l’addition d’une proportion importante d’huile de poisson dans la formule. Ce travail a mis en évidence deux phénomènes liés au dégagement de ces molécules, l’un attribué à l’oxydation des lipides, l’autre au contact avec l’eau.Le besoin de protéger les nutriments d’intérêt dans la matrice alimentaire a conduit à la mise au point d’une technologie de microencapsulation, originale de par son procédé de fabrication et sa finalité.Enfin, une étude de la biodisponibilité chez l’animal a montré que ce produit alimentaire est un vecteur efficace de ces nutriments d’intérêt que sont les acides gras polyinsaturés à longue chaîne. Apportés dans une telle matrice, ces composés ont modifié le profil lipidique des cellules circulantes et cérébrales, ce qui permet potentiellement d’améliorer le statut inflammatoire et coagulant des animaux / Cardiovascular events are the major cause of death in France. Among the known risk factors, lipid intake is of growing interest, saturated fatty acids being too much consumed, and n-3 polyunsaturated fatty acids not enough. The aim of this PhD study is to design a spread with a lipid profile that can improve the whole lipid intake, and with cardiovascular events prevention as main goal.Four studies were conducted regarding this issue. Following the design of the optimal fatty acid profile for the product, it appeared necessary to study the solid phase recipe impact on the product texture, to achieve both nutritional and technological restrains.The design of the liquid phase recipe generated a study on the development of deleterious volatile compounds following the addition of a high proportion of fish oil in the formula. This work highlighted two phenomena linked to the emission of these molecules, one related to lipid oxidation, and the other to a contact with water.A technology of microencapsulation, which is original because of its production process and aim, was designed to ensure the protection of the active nutrients in the product matrix.Finally, a bioavailability study in rats showed that this food product is a powerful way of providing these nutrients. Incorporated in such a matrix, these molecules modified the lipid profile of the circulating and cerebral cells membrane, potentially improving the inflammatory and clotting status of the animals

Bacillus cereus sensu stricto (ss) est un pathogène alimentaire majeur représentant la 2e cause de toxiinfectionalimentaire en France en 2012. Cette espèce fait partie du groupe Bacillus cereus sensu lato (sl)constitué d’espèces ubiquitaires génétiquement très proches et incluant d’autres pathogènes comme B.anthracis, B. thuringensis et B. cytotoxicus. Les souches de B. cereus sl sont d’autre part réparties en septgroupes phylogénétiques présentant des gammes de température de croissance variées et caractérisés partrois thermotypes principaux: thermotolérants, mésophiles, psychrotolérants. L’adaptation au froid dessouches B. cereus ss est un mécanisme clé car il conditionne sa capacité à se développer dans les alimentsréfrigéré pour atteindre des doses qui peuvent être dangereuse pour les consommateurs. Le but de cetteétude a été d’étudier les mécanismes moléculaires impliqués dans l’adaptation au froid de la diversité desouches représentant B. cereus sl.Nous avons mis en évidence que les gènes codant pour le système à deux composants CasK/R sontsurexprimés à basse température. CasK/R s’est révélé être un système générique d’adaptation de B. cereussl au froid, car son rôle a été mis en évidence lors de l’étude de quatre souches de thermotypes différents etleurs mutants isogéniques ΔcasK/R respectifs. Une étude transcriptomique réalisée sur une souche ATCC14579 et son mutant ΔcasK/R a révélé que seize des gènes différentiellement exprimés en début de phaseexponentielle et en phase stationnaire, à basse température, codent pour des protéines impliquées dans lemétabolisme des acides gras. Nous avons mis en évidence le rôle de CasK /R dans la modification de lacomposition en acides gras membranaires via une augmentation de la proportion en acides gras insaturéslors de la croissance de B. cereus au froid. Par ailleurs, le gène codant pour la désaturase DesA,principalement responsable des insaturations des acides gras à basse température est régulée positivementpar CasK/R au froid.Nous avons également démontré que les gènes casK/R sont organisés en opéron avec un gène codant pourun régulateur RpiR-like. De manière originale, cet opéron est négativement régulé par CasK/R à bassetempérature en phase stationnaire. Le promoteur individuel du rpiR est réprimé à basse température maisaussi à température optimale de croissance, ce qui suggère un rôle de CasK/R, même à températureoptimale / Bacillus cereus sensu stricto (ss) is a major foodborne pathogen representing the second cause of foodpoisoning in France in 2012. This species belongs to Bacillus cereus sensu lato (sl) consisting of ubiquitousspecies genetically close-related and including other pathogens such as B. anthracis, B. thuringiensis and B.cytotoxicus. The strains of B. cereus sl are divided into seven phylogenetic groups with various growthtemperature ranges and characterized by three main thermotypes: thermotolerant, mesophilic,psychrotolerant. The B. cereus ss cold adaptation is a key mechanism because it determines B. cereusability to grow in refrigerated foods and achieve doses that can be dangerous to consumers. The aim of thisstudy was to study the molecular mechanisms involved in the cold adaptation of strains representing B.cereus sl diversity.We demonstrated that the genes encoding the two component system CasK/R are overexpressed at lowtemperature. CasK/R was found to be a generic mechanism for B. cereus sl cold adaptation as its role washighlighted in the study of four strains with different thermotypes and their respective isogenic mutantsΔcasK/R. A transcriptomic study on a B. cereus ATCC 14579 strain and its ΔcasK/R mutant strain revealedthat sixteen of the genes differentially expressed in both early log phase and stationary phase at lowtemperature encode proteins involved in the fatty acids metabolism. We showed the role of CasK/R in themodification of the membrane fatty acid composition via an increase of the proportion of unsaturated fattyacids during growth of B. cereus at low temperature. Furthermore, the gene encoding the desaturase DesA,mainly responsible of the fatty acids unsaturation at a low temperature is upregulated by CasK/R at lowtemperature.We also demonstrated that casK/R genes were organized in operon with a gene encoding a RpiR-likeregulator. Interstingly,, this operon is negatively regulated by CasK/R at low temperature in the stationaryphase. The individual rpiR promoter is repressed by CasK/R at low temperature but also optimal growthtemperature, suggesting also a role for CasK/R at optimal temperature

Contexte : Le diabète de type 2 (DT2) constitue une pathologie majeure, au lourd fardeau, associ ée à de nombreuses complications, comme la rétinopathie diabétique (RD). Des facteurs modifiables, comme l’alimentation, ont déjà été identifiés pour le DT2 et la RD mais certains aspects de leurs rôles restent à préciser. Objectifs : Les objectifs de cette thèse étaient d’examiner le rôle de l’alimentation, en particulier la consommation d’acides gras (AGs), et des autres facteurs modifiables liés au mode de vie sur le risque de DT2 et de synthétiser, interpréter et analyser la relation entre l’alimentation et la RD. Résultats : Les résultats suggèrent que le rôle des AGs sur le risque de DT2 et de la RD pourrait être différent selon leur type, et même varier au sein d’un groupe comme les AG polyinsaturés (AGPI). Les résultats suggèrent aussi qu’une forte adhésion aux recommandations alimentaires n’est pas associée avec le développement d’un DT2, mais en revanche une forte adhérence aux autres recommandations de santé (concernant le tour de taille, l’activité physique et le statut tabagique) est fortement associée avec un moindre risque de DT2. On a montré qu’avoir un mode de vie sain aurait pu empêcher la survenue de plus de la moitié des cas de DT2. Conclusions : Cette thèse a permis de préciser l’importance et la complexité du rôle de l’alimentation dans le développement du DT2 et de la RD. Elle montre aussi l’impact des comportements sains dans la pathologie de DT2 et confirme que le DT2 est en grande partie, une maladie évitable. Les efforts devraient se focaliser sur la modification des comportements de santé à la fois dans la population générale et atteinte de DT2 et notamment encourager une alimentation modérée et variée. / Background : Type 2 diabetes (T2D) presents a significant health burden that is associated with many complications, such as diabetic retinopathy (DR), that further burden people with diabetes. Modifiable risk factors, such as the diet, have been identified for both T2D and DR; yet certain aspects of the role of the diet remain unclear. Objectives : The main objectives of this thesis were therefore to examine the role and impact of the diet, and in particular, the consumption of fatty acids (FAs), and other modifiable behaviours on the risk of T2D and to summarize, interpret and analyze the relationship between the diet and DR using data from both the E3N and AusDiab cohort studies. Results : The results suggest that the role of FAs on the risk of T2D and DR may differ between and within subgroups, and by individual polyunsaturated fatty acids (PUFAs). The findings also suggest that strongly adhering to national dietary guidelines is not associated with the development of T2D, but strongly adhering to other recommendations for healthy behaviours (for waist circumference, physical activity and smoking) is strongly inversely associated with T2D. Modifiable behaviour could have prevented more than half of the cases of T2D. Conclusions : This work underlines the importance and the complexity of the role of the diet in the development of T2D and DR. It also illustrates the impact of healthy behaviour in the etiology of T2D and confirms that T2D is largely preventable. Efforts should focus on the modification of multiple healthy behaviours in populations, and promote diets that are moderate and widely varied.

Le syndrome métabolique est caractérisé par un ensemble de perturbations métabolique. Il inclut la dyslipidémie, l’obésité abdominale, la résistance à l’insuline et l’hypertension. L’association de ces facteurs de risques est liée à une augmentation du risque de développer un diabète de type-2. Les acides gras polyinsaturés de la famille des oméga-3 ont plusieurs effets biologiques et modulent les facteurs de risques du syndrome métabolique par l’intermédiaire de multiples mécanismes. Cependant, leurs impacts sur la résistance à l’insuline et le diabète de type 2 sont encore inconnus.Au cours de ce travail, nous avons étudié l’effet d’Odontella aurita (OA), une microalgue riche en EPA (AGPI oméga-3) et antioxydants, sur la prévention de l’obésité et la résistance à l’insuline induites par un régime riche en acides gras saturés High-Fat (HF). En effet, nous avons montré que le régime HF soumis aux rats pendant 8 semaines conduit à une résistance à l’insuline qui se caractérise par une augmentation de l'insulinémie ainsi qu'à une diminution de l'expression protéique du récepteur de l'insuline. De plus, le régime HF provoque une diminution de la sensibilité du récepteur à l'insuline en inhibant son activité tyrosine kinase. Le régime HF conduit également à une augmentation de l'expression du récepteur TLR4, qui joue un rôle dans l'induction de la résistance à l'insuline par l'intermédiaire de l'activation des voies proinflammatoires par la résistine et le LPS. En effet, l'augmentation de l'expression de TLR4 est associée avec l'activation des MAPK proinflammatoires JNK et P38. Cependant, l'enrichissement du régime HF avec la microalgue normalise l'insulinémie et les niveaux d'expression du récepteur à l'insuline. Son activité tyrosine kinase est aussi restaurée. Et d'une manière intéressante, la supplémentation du régime HF avec la microalgue conduit à une réduction de l'expression du récepteur TLR4 ainsi qu'une inhibition des voies proinflammatoires prévenant ainsi la résistance hépatique à l’insuline.Le récepteur TLR4 et l’activation des voies pro-inflammatoires jouent un rôle important dans l’induction de la résistance à l’insuline. Afin d'explorer les mécanismes moléculaires impliqués dans la régulation de l’expression de TLR4 et déterminer les voies proinflammatoires impliquées dans l'induction de la résistance à l'insuline par les acides gras saturés, ainsi que la mise en évidence des mécanismes insulino-sensibilisateurs des AGPI oméga-3, nous avons utilisé les cellules SH-SY5Y (cellules de neuroblastome humain). En effet, les cellules SHSY5Y ont été exposées pendant 4h à l’acide palmitique (PA, acide gras saturé) ou au DHA (oméga-3) puis traitées avec la résistine. Tout d'abord, nous avons analysé l'effet de la résistine, le PA et le DHA sur les marqueurs de l'inflammation. Seule la résistine est capable d'activer NFkB et augmenter la phosphorylation d’Akt et de p38 MAPK. Toutefois, le prétraitement avec le PA augmente l'expression des cytokines inflammatoires (IL-6 et TNF-a), similaire à la résistine. D’une manière intéressante, le prétraitement au DHA supprime l’effet d PA et la résistine et prévient l’augmentation de l’expression d'IL-6 et TNF-α. Nous avons ensuite étudié la possibilité d'un effet synergique entre la résistine et le PA sur l’expression de TLR4. En effet, le prétraitement avec le PA augmente l'expression de TLR4 alors que le prétraitement au DHA n'a aucun effet. Nous avons montré aussi que le prétraitement au PA potentialise les effets de la résistine. En effet la résistine est le ligand de TLR4, et le PA, en augmentant l’expression de TLR4 favorise et amplifie les effets de la résistine.En conclusion, ces résultats montrent que les acides gras polyinsaturés oméga-3 préviennent l'inflammation et la résistance à l'insuline induite par les acides gras saturés via la régulation de la voie de signalisation de TLR4 empêchant ainsi l’installation du diabète de type 2 et du syndrome métabolique. / The metabolic syndrome is characterized by dyslipidemia, insulin resistance, abdominal obesity and hypertension, which are related to an elevated risk for type 2 diabetes mellitus. Omega-3 polyunsaturated fatty acids have extensive biological effects and modulate the risk factors for metabolic syndrome via multiple mechanisms. However their impact on insulin resistance and type 2 diabetes are still unknown.In the current study, we report that Odontella aurita, a microalga rich in the omega-3 polyunsaturated fatty acid eicosapentaenoic acid (EPA), prevents High saturated fat diet induced insulin resistance and inflammation in the liver of Wistar rats. High fat diet (HFD), given for 8 weeks, increased plasma insulin levels associated with the down-regulation of insulin receptor (IR) and the impairment of insulin-dependent IR phosphorylation. Furthermore, HFD increased toll-like receptor 4 (TLR4) expressions. Indeed, we have recently reported that TLR4 is implicated in resistin-induced inflammation and insulin resistance in the hypothalamus (Benomar et al, 2013). We also show that TLR4 up-regulation is concomitant with the activation of c-Jun N-terminal kinase (JNK) and p38 mitogen-activated protein kinase (p38). Importantly, Odontella aurita enriched HFD (HFOA, 12%) normalized body weight and plasma insulin levels, and restores IR expression at both protein and mRNA levels. In addition, HFAO improves insulin responsiveness as estimated by in vitro phosphorylation of hepatic plasma membrane IR. Furthermore, HFOA decreased TLR4 expression and JNK /p38 phosphorylation. In conclusion, we demonstrate, for the first time to our knowledge, that omega-3 fatty acids brought by Ondontella aurita overcomes HFD-induced insulin resistance through the inhibition of TLR4/JNK/p38 MAP kinase signaling pathways.To further explore the molecular process underlying the activation of TLR4 by fatty acids, we aim to decipher the mechanisms implicated in the regulation of TLR4 expression. For this purpose, human neuroblastoma cells (SHSY-5Y) were exposed during 4h to either palmitic acid (a saturated fatty acid) or the omega-3 polyunsaturated fatty acid docosahexaenoic acid (DHA). Cells were then treated with resistin. Firstly we analyzed the effect of resistin, palmitic acid and DHA on inflammation markers. We show that only resistin was able to activate NF-κB and to increase the phosphorylation of Akt and p38 MAPK. However, palmitic acid pretreatment increases the expression of inflammatory cytokines (IL-6 and TNF-α), similar to resistin. Interestingly, DHA pretreatment suppresses palmitic acid and resistin induced up-regulation of IL-6 and TNF-α. Secondly, we studied the possible synergistic interaction between resistin and palmitic acid on TLR-4 expression. We show that palmitic acid pretreatment increases TLR4 expression, at both protein and mRNA levels, while DHA pretreatment had no effect. Importantly, palmitic acid pretreatment potentiates resistin effects. In conclusion, we show for the first time, to our knowledge, that palmitic acid induces TLR4 expression and this leads to the amplification of resistin effects promoting then insulin resistance at the neuronal level.Taken together, these results demonstrate that omega-3 fatty acids prevent saturated fat-induced inflammation and insulin resistance through resistin/TLR4 signaling thereby preventing insulin resistance.

Les omégas trois ont un bénéfice prouvé dans la prévention de maladie cardiovasculaire et l’inflammation. Un apport optimal peut être réalisé avec des modifications diététiques simples permettant d’avoir un enrichissement des membranes cellulaires et un effet métabolique. Le tissu adipeux de part son rôle important dans la genèse du syndrome métabolique semble être une cible importante du traitement par oméga trois. Les patients avec une maladie rénale chronique (MRC) ont un risque cardiovasculaire accru et cumulent les perturbations métaboliques comme le syndrome métabolique et un état micro inflammatoire. Des doses supra physiologiques d’oméga trois ont été utilisés dans le passé dans des études de prévention rénale ou traitement de dyslipidémie. Or l’effet métabolique en fonction de la dose d’oméga 3 n’est pas connu. En accord, avec les études chez le sujet sain, en fonction de la dose administrée, les omégas 3 ont un impact différent métabolique et sur l’expression génique. Des études complémentaires sont nécessaires pour vérifier la faisabilité et l’impact métabolique d’une modification de régime afin de diminuer le rapport n-6/n-3, ainsi que l’effet à long terme des omégas trois chez ces patients. Par ailleurs, les mécanismes impliqués dans les différences de dose réponse devront être caractérisés sur un modèle animal / Omega 3 fatty acids play an important modulatory role in metabolic and inflammatory responses, the progression of atherosclerosis and gene expression. Recent studies suggest their beneficial impact on adipocyte morphology and function. Chronic kidney disease (CKD) patients have an increased cardiovascular morbi-mortality and suffer from a cluster of metabolic disorders. On the basis of previous studies there are reasons to suggest that omega 3 supplementation may offer a host of benefits to CKD patients. Unfortunatly, published studies on the effect of such supplementation are characterized by supra physiological omega 3 doses, that may be difficult to implement for extended periods in one hand and in the other hand the metabolic effect of different doses of omega 3 hasn’t been studied in detail. Simple dietary modifications can help achieve the recommended n-6/n-3 ratio in healthy subjects. In CKD patients supplementation with n-3 shows a differential dose response effect. Further studies are required to test the faisability and metabolic impact of dietary modifications in order to decrease n-6/n-3 ratio and to assess the long term effect of omega supplementation in CKD patients. Finally the molecular pathways implicated in this differential dose response should be assessed in animal models

ABSTRACTThe prevalence of diabetes is increasing dramatically, incurring a major health and socioeconomic burden. Type 2 diabetes (T2D), the most prevalent form of diabetes, results from a variable combination of insulin resistance and insulin deficiency, secondary to pancreatic β-cell failure. These defects are caused by a complex interplay between genetic and environmental/ lifestyle factors. Among the latter, poor dietary quality is a crucial driver of T2D development. Although adopting healthy dietary habits is considered as a mainstay for T2D prevention, what constitutes a healthy diet remains controversial. Epidemiological studies examining the association of dietary fat quality with T2D incidence have yielded equivocal results and may suffer from confounding. On the other hand, randomized trials assessing the impact of dietary fat saturation on glucose homeostasis have major methodological shortcomings, precluding reliable conclusions. In order to elucidate this question, we compared the effects of palm oil vs olive oil on glucose homeostasis and other relevant metabolic parameters, in a mouse model of high-fat diet-induced obesity. The saturated fatty acid-rich palm oil is the most abundantly used oil worldwide. Olive oil is a staple food of the Mediterranean diet, rich in monounsaturated fatty acids and widely regarded as healthful. In this model, palm oil was not more harmful than olive oil with regard to glucose/insulin homeostasis. However, palm oil was associated with increased visceral adiposity and triglyceridemia compared to olive oil. Circulating and tissue free fatty acid (FFA) concentration and composition are determined by dietary factors, as well as genetic and metabolic factors. There is accumulating evidence indicating that increased FFA levels and/or an unbalanced FFA composition with excess palmitate, induce β-cell dysfunction and apoptosis (lipotoxicity). To characterize the mechanisms underlying lipotoxicity, we combined RNA-sequencing with proteomics of β-cells exposed to palmitate, the most prevalent SFA in humans. This cross-omics study showed that palmitate altered lipid and amino-acid metabolism, and affected amplifying pathways of insulin secretion and exocytosis. Furthermore, palmitate induced stress pathways, including mitochondrial dysfunction, oxidative stress and endoplasmic reticulum (ER) stress. ER stress is triggered when protein folding demand exceeds ER folding capacity. This response aims to restore ER homeostasis but if unresolved, it can become deleterious. Islets from T2D patients display signs of ER stress, pointing to a potentially pathogenic role of the latter.Monogenic and neonatal diabetes are rare forms of diabetes caused by single gene mutations. These forms are of particular interest, as they can serve as ‘human knockout’ models of diabetes. Recent evidence shows that there is overlap in the genetic basis of monogenic diabetes and T2D, suggesting that they may be part of a pathologic continuum. To explore the role of ER stress in diabetes pathogenesis, we studied two different genetic syndromes involving neonatal or early-onset diabetes, caused by mutations in genes related to ER function (DNAJC3 and YIPF5). Using in vitro knockdown models, we showed that ER stress elicited by impaired chaperone function (DNAJC3) or by impaired ER-to-Golgi protein transport (YIFP5) causes β-cell apoptosis. Altogether, our findings support that lipotoxic and genetic ER stress contribute to diabetes pathogenesis. Preventing or modulating ER stress thus holds anti-diabetic therapeutic potential. Future research should focus on defining optimal strategies to restore a balanced FFA profile and enhance ER function, aiming to prevent ER-stress induced β-cell failure. RésuméLa prévalence du diabète progresse constamment, posant un défi sanitaire et socioéconomique majeur. Le diabète de type 2 (DT2), la forme la plus courante de diabète, résulte de la résistance à l’insuline, en association avec un déficit insulinique dû à la défaillance des cellules β pancréatiques. Ces anomalies découlent d’une interaction complexe entre des facteurs génétiques et des facteurs liés au mode de vie. Parmi ces derniers, la qualité du régime alimentaire est un facteur crucial pour le développement du DT2. Bien que le suivi d’un régime alimentaire sain est considéré comme le pilier pour la prévention du DT2, ce qui constitue un régime sain demeure un sujet de controverse.Les études épidémiologiques examinant l’association entre la qualité de la graisse alimentaire et l’incidence du DT2 ont donné des résultats équivoques, affectés éventuellement par des facteurs confondants. En outre, les études randomisées évaluant l’impact du degré de saturation de la graisse alimentaire sur l’homéostasie du glucose comportent des limitations méthodologiques majeures. Afin d’élucider cette question, on a comparé les effets de l’huile de palme aux effets de l’huile d’olive sur l’homéostasie du glucose et d’autres paramètres métaboliques pertinents. Dans ce but, on a utilisé un modèle murin d’obésité induite par un régime riche en graisse. L’huile de palme est riche en acides gras saturés et elle est l’huile la plus utilisée globalement. L’huile d’olive est un aliment phare du régime Méditerranéen, riche en acides gras monoinsaturés et généralement reconnu comme un aliment sain. Dans notre modèle murin, la consommation d’huile de palme n’était pas plus néfaste que celle de l’huile d’olive sur l’homéostasie du glucose, la sensibilité à l’insuline et l’insulinosécrétion. Par contre, l’huile de palme était associée à une adiposité viscérale et une triglycéridémie plus élevée comparée à l’huile d’olive.La concentration et la composition des acides gras libres (AGL) sont déterminées par des facteurs alimentaires, génétiques et métaboliques. Des données abondantes démontrent que la présence des niveaux élevés d’AGL et/ou d’une composition déséquilibrée d’AGL induit la dysfonction et l’apoptose des cellules β (lipotoxicité). Pour caractériser les mécanismes sous-jacents de la lipotoxicité, on a combiné un séquençage ARN à une étude protéomique des cellules β exposées au palmitate, l’AGL saturé le plus courant chez l’homme. Cette étude conjointe a montré que le palmitate altère le métabolisme des lipides et des acides aminés, les voies d’amplification de la sécrétion d’insuline et l’exocytose. Le palmitate induit également des voies de stress cellulaires, telles que la dysfonction mitochondriale, le stress oxydatif et le stress du réticulum endoplasmique (RE). Le stress du RE est activé quand les besoins en sécrétion protéique dépassent les capacités de l’organite. Cette réponse a pour but de rétablir l’homéostasie du RE mais si le stress reste non résolu, ceci peut s’avérer délétère. Des îlots des patients avec un DT2 montrent des signes de stress du RE, évoquant un rôle potentiellement pathogénique de ce dernier.Le diabète monogénique et néonatal sont des formes rares de diabète causées par des mutations d’un seul gène. Ces formes sont particulièrement intéressantes sur le plan physiopathologique car elles représentent des ‘knockout’ humains. Des données récentes montrent que la base génétique du diabète monogénique n’est pas complètement distincte de celle du diabète de type 2 et les deux entités pourraient faire partie d’un continuum. Afin d’explorer le rôle du stress du RE dans la pathogénèse du diabète, on a étudié deux syndromes génétiques entraînant un diabète néonatal ou à début très précoce. Ces syndromes sont causés par des mutations dans des gènes impliqués dans la fonction du RE (DNAJC3 et YIPF5). En silençant ces gènes in vitro, on a montré que le stress du RE, déclenché soit par une dysfonction des chaperones (DNAJC3), soit par un retard du trafic de protéines du RE vers le Golgi (YIPF5), induit l’apoptose des cellules β.Ces résultats suggèrent que le stress du RE génétique et lipotoxique contribuent à la pathogénèse du diabète. La prévention ou modulation du stress du RE présente donc un potentiel thérapeutique anti-diabétique. Des études futures pourraient permettre de définir des stratégies optimales pour rétablir un profil d’AGL équilibré ou renforcer la fonction du RE, en vue de prévenir la défaillance des cellules β. / Doctorat en Sciences médicales (Médecine) / info:eu-repo/semantics/nonPublished

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