L'obésité est actuellement considérée, d'une part, comme un facteur de risque de développement du cancer du sein en post-ménopause et, d'autre part, comme un facteur de risque de mortalité faisant suite à cette pathologie. Parmi les différentes hypothèses permettant d'expliquer le lien entre obésité et cancer du sein, il est suggéré que les sécrétions adipocytaires (i.e. les adipokines), dont les taux plasmatiques sont connus pour être modulés en situation d'obésité, jouent un rôle important. L'objectif de ce travail de thèse a donc consisté à évaluer l'impact des sécrétions adipocytaires globales et d'adipokines d'intérêt afin de mieux comprendre l'implication potentielle du microenvironnement tumoral adipocytaire sur les phénomènes de cancérogenèse mammaire. Dans une première partie, afin de resituer l'expression protéique de plusieurs adipokines d'intérêt dans l'ensemble complexe des perturbations engageant la cellule tumorale, nous avons mis en relation l'expression de ces adipokines entre elles et avec celle de biomarqueurs connus du cancer du sein (récepteurs aux œstrogènes et à la progestérone, Bax, Bcl2,Ki67...). Pour cela, nous avons comparé, sur des prélèvements mammaires tumoraux et normaux, l'expression de la leptine, de l'adiponectine et de la zinc-α2-glycoprotéine (ZAG). Les tissus cancéreux ou avoisinant la tumeur expriment la leptine et la ZAG et, plus faiblement l'adiponectine, alors que l'expression de ces adipokines n'est pas retrouvée au niveau du tissu sain de femmes non malades. De plus, l'expression de la ZAG et de la leptine est corrélée positivement à celle des récepteurs aux œstrogènes, suggérant qu'il existe un lien étroit entre les voies adipokinique et œstrogénique. Dans une seconde partie, nous avons évalué in vitro, d'une part, le rôle des sécrétions adipocytaires globales, grâce à la mise en place d'un modèle original de «derme adipeux tridimensionnel» épithélialisé en présence des cellules mammaires, fibrokystiques ou tumorales, et, d'autre part, l'impact d'adipokines d'intérêt (leptine et ZAG) sur différentes lignées de cellules mammaires cancéreuses. Nous avons montré qu'il existe un dialogue réciproque entre le microenvironnement adipeux et les cellules mammaires cancéreuses, favorisant la croissance tumorale. Nous avons également établi que la leptine et la ZAG exercent des effets prolifératifs et anti-apoptotiques. Dans une troisième partie, nous avons cherché à mieux comprendre le fait que l'obésité augmente le risque de mortalité due au cancer du sein, en émettant deux hypothèses complémentaires : i) il pourrait y avoir une moindre efficacité des traitements d'hormonothérapie et/ou de chimiothérapie en cas d'obésité liée à une interférence avec certaines adipokines,et ii) il pourrait exister un risque accru d'apparition de métastases provenant notamment d'une influence des adipokines sur les processus angiogéniques. Ainsi, in vitro, nous avons montré que la leptine diminue l'efficacité de plusieurs traitements anti-cancéreux et augmente les processus angiogéniques et d'invasion tumorale, notamment quand elle est utilisée à des concentrations reflétant une imprégnation plasmatique en situation d'obésité, alors que l'adiponectine inhibe l'angiogenèse pour des concentrations reflétant l'imprégnation plasmatique en situation physiologique. Nos résultats suggèrent que les sécrétions adipocytaires sont impliquées dans la régulation du développement du tissu cancéreux au niveau mammaire et laissent entrevoir des pistes prometteuses concernant le ciblage des adipokines dans la prévention et/ou le traitement de la pathologie cancéreuse mammaire, plus particulièrement en cas de surcharge pondérale. / Obesity is now considered, firstly, as a risk factor for developing breast cancer in postmenopausal women and, secondly, as a risk factor for mortality in response to this pathology. Among the various hypotheses to explain the link between obesity and breast cancer, it is suggested that the adipocyte secretions (ie adipokines), whose plasma levels are known to be modulated in obesity are important. The objective of this work was therefore to assess the overall impact of adipocyte secretions and adipokines of interest to better understand the potential involvement of adipocyte tumor microenvironment in mammary carcinogenesis. In the first part, in order to situate the protein expression of several adipokines of interest in the complex disturbances involving the tumor cell, we have related the expression of these adipokines together and with that of more classical biomarkers of breast cancer (estrogen and progesterone receptor, Bax, Bcl2, Ki67...). For this, we compared, on mammary tumor and normal samples, the expression of leptin, adiponectin and zinc-α2-glycoprotein (ZAG). Cancerous tissue or normal tissue surrounding the tumor express leptin and ZAG and, more weakly, adiponectin, whereas expression of leptin and ZAG is not found in healthy tissue from women without disease. Furthermore, the expression of ZAG and leptin is positively correlated with that of the estrogen receptor, suggesting that there is a close connection between the adipokine and estrogen pathways. In the second part, we evaluated in vitro, on the one hand, the role of overall adipocyte secretions, through the establishment of an original model of "three-dimensional dermis fat" epithelialized in the presence of mammary cells, tumor or fibrocystic, and,on the other hand, the impact of interest adipokines (leptin and ZAG), on different lines of breast cancer cells. We have shown that there is a reciprocal dialogue between the adipose microenvironment and breast cancer cells, promoting tumor growth. Wealso found that leptin and ZAG exert proliferative and anti-apoptotic effects. In the third part, we try to understand the fact that obesity increases the risk of mortality from breast cancer, by issuing two additional assumptions :i) there may be a less effective treatment in situation of obesity related to an interference with some adipokines, and ii) there may be an increased risk of metastasis due to an influence of adipokines on the angiogenic process. Thus, in vitro, we showed that leptin decreases the efficacy of several cancer treatments and increases the angiogenic process and tumor invasion, especially when leptin is used at concentrations reflecting plasma impregnation in a situation of obesity, while adiponectin inhibits angiogenesis, particularly for concentrations reflecting impregnation in plasma in physiological situation. Our results suggest that adipocyte secretions are involved in regulating of breast cancer development and suggest promising ways for targeting adipokines in the prevention and / or treatment of breast cancer pathology, especially in case of overload weight.

L'obésité, en constance augmentation, est un facteur de risque établi de cancer mammaire chez les femmes en post-ménopause associé à un mauvais pronostic favorisant la survenue de métastases et la moindre réponse thérapeutique chez ces patientes. Parmi les différentes hypothèses émises expliquant ce lien entre obésité et cancer, plusieurs arguments bibliographiques suggèrent une implication des sécrétions adipocytaires, dont les concentrations plasmiques sont modulées en situation d'obésité, dans la tumorogenèse mammaire. Les objectifs de ce travail étaient d'analyser le rôle des sécrétions adipocytaires, reflétant une situation d'obésité, dans le processus d'angiogenèse ainsi que dans la moindre réponse thérapeuthique aux traitements anti-cancéreux, notamment d'hormonothérapie.(...)Nos résultats suggèrent que les sécrétions adipocytaires sont impliquées dans la régulation de la tumorogenèse mammaire ce qui ouvre des perspectives préventives et/ou thérapeutiques prometteuses, ciblant les adipokines, pour les femmes en surpoids particulièrement à risque. / Obesity, constantly incrasing, is an established risk factor for breast cancer in post-menopausal women associed with a pour prognosis favoring the occurence of metastases and lower therapeutic response in these patient. Among the various hypotheses explaining the link between obesity and breast cancer, multiple bibliographic arguments suggest the involvement of adipocyte secretions, whose plasma concentrations are modulated in case of obesity, in mammary tumorogenesis. The objectives of thesis were to highlight the implication of adipocyte secretions, in a context of obesity, in the angiogenic process and therapeutic response to hormonal cancer traetments. (...) Adipocyte secretions are involved in the regulation of mammary tumorigenesis which opens up promising preventive or therapeutic perspectives targeting adipokines in situation of overweight.

L’obésité s’accompagne d’un état inflammatoire chronique qui joue un rôle délétère.Cet état associé à l’obésité été impliqué dans le développement de complications métaboliques:insulino-résistance et DT2.Chez les obèses,le TA est un site de production de médiateurs pro et/ou anti-inflammatoires, des adipokines.Les modifications et changements de style de vie et les approches thérapeutiques sont privilégiés pour lutter contre l’obésité.Toutefois,les approches préventives ne doivent pas être négligées,des études épidémiologiques ont mises en évidence une corrélation entre obésité et carence en micronutriments.Par ailleurs,il existe une corrélation inverse entre micronutriments lipophiles et caroténoïdes et la prévalence de l’obésité et du DT2.Le but de cette thèse est de comprendre le lien qui existe entre carence en micronutriments,obésité et complications associés.Une étude clinique transversale a été réalisée chez des obèses non diabétiques.Les résultats nous ont permis de montrer qu’il existe une association positive entre b-carotène et sensibilité à l'insuline chez l'obèse,effet pouvant être lié à une modulation de l'expression de certaines adipokines dont l'adiponectine qui est indépendamment associée à la concentration plasmatique en b-carotène.Une étude préclinique a été menée, dont l'objectif évaluer l'impact de la teneur en vitamines alimentaires sur la prise de poids et l'insulino-sensibilité.Des souris ont été soumises à un régime hypovitaminé.A 10 semaines,ce régime favorise la prise de masse grasse,modifie la sensibilité à l'insuline,en agissant au niveau du métabolisme lipidique hépatique,via une diminution des capacités oxydatives. / Obesity is associated with chronic inflammatory condition that plays a deleterious role.This inflammatory state associated with obesity was involved in the development of metabolic complications : insulin resistance and T2DM.Obese, AT is a site for the production of pro and/or anti-inflammatory adipokines, and plays a major role in the development of chronic inflammation associated with obesity.Modifications and changes in lifestyle and therapeutic approaches are preferred to deal with obesity. However,preventive approaches should not be ignored,several epidemiological studies have shown a correlation between obesity and micronutrient deficiency.In addition,there is an inverse correlation between lipophilic micronutrients and carotenoids and the prevalence of obesity and T2DM.The purpose of this thesis is to understand the possible link between LM and carotenoids deficiency, obesity and associated physiological disorders.A cross-sectional study was performed in non-diabetic obese patients.The results allowed us to conclude the existence of a favorable effect of b-carotene on insulin sensitivity in obese patients.This effect may be related to modulation of inflammation or the expression of some adipokines(such as adiponectin), either directly or through its pro-vitamin A activity.A preclinical study was performed; the objective is to assess the impact of the vitamins on weight gain and insulin sensitivity.Mice were subjected to a hypovitaminic diet.After 10 weeks of regimen, we observed an increased adiposity and an altered insulin sensibility.This diet probably acts on the hepatic lipid metabolism via a decrease in oxidative capacity.

L’obésité est responsable de diverses complications médicales, notamment respiratoires. Elle favorise l’apparition de maladies bronchiques chroniques (asthme, BPCO) et complique leur prise en charge. Elle s’accompagne de troubles respiratoires du sommeil et augmente la susceptibilité aux infections respiratoires.Le tissu adipocytaire est désormais reconnu comme un tissu hormonal, source de nombreux médiateurs dont font partie les adipokines, cytokines produites principalement par les adipocytes. Parmi celles-ci, l’adiponectine (APN) est une protéine de 30kDa qui peut s’associer en multimères de plus ou moins haut poids moléculaire. Ses taux circulants sont élevés mais sa concentration sérique diminue avec le gain de poids.L’adiponectine est impliquée dans les phénomènes d’immunorégulation associés aux modifications nutritionnelles et également dans le développement pulmonaire. Mais le rôle pro ou anti-inflammatoire de l’APN est toujours un sujet à débat. L’association entre les taux sériques d’APN et la survenue de maladies bronchiques n’est pas clairement démontrée chez l’homme.Nous nous sommes intéressés au rôle que joue l’APN au sein du système respiratoire, dans la régulation du fonctionnement des macrophages et cellules épithéliales bronchiques. Nous avons plus particulièrement étudié l’effet de l’APN sur la sécrétion de cytokines par ces deux types cellulaires.Nous disposons de pièces opératoires pulmonaires de patients opérés pour un cancer bronchique, à partir desquelles nous réalisons des cultures primaires d’explants de parenchyme, de macrophages pulmonaires ou de cellules épithéliales bronchiques et nous disséquons des anneaux bronchiques.Nous avons montré qu’il existait une production d’APN in situ par du tissu pulmonaire humain et que cette production était corrélée, à l’instar de la forme circulante, au poids du patient. Nous avons vérifié que les récepteurs à l’APN (AdipoR1 et AdipR2) étaient tous les deux exprimés par des macrophages pulmonaires, des explants de bronches et des cellules épithéliales bronchiques.Nous avons soumis les macrophages pulmonaires humains à un traitement par de l’APN à différentes concentrations (3-10-30 microg/ml) avant de les stimuler par du LPS (10 ng/ml ou Poly I:C 10 ng/ml) ou d’IL-4 (10 ng/ml). Nous avons montré que l’adiponectine diminuait la sécrétion des cytokines M1 induites par le LPS et le Poly I:C (IL6, CCL3, CCL4, CCL5, CXCL8, TNF). tout comme celles des cytokines M2 induites par l’IL-4 (CCL13, CCL18, CCL22). L'adipoRon, agoniste synthétique des récepteurs de l'adiponectine, a montré les mêmes effets que la protéine recombinante.Nous avons comparé avec l’effet d’autres adipokines : la leptine à sa plus grande concentration (1000 ng/ml) induisait la production de cytokines de type M1 (IL6, CCL3, CCL4, CCL5, TNFa) par des macrophages non stimulés alors que la visfatine et la chémérine n’avaient aucun effet sur la production de cytokines par les macrophages.Seule l’adiponectine a démontré un effet sur les cellules épithéliales bronchiques, en modulant de façon opposée la production de certaines cytokines : diminution de la sécrétion de CXCL1 et CCL2 en situation basale et après traitement par TNF (50 ng/ml) mais augmentation de celle d’IL6 et CXCL8 en situation basale.Nous avons complété ce travail par des expériences sur la régulation du tonus bronchique par les adipokines, en utilisant des anneaux bronchiques dans des cuves à organes isolées. Ces résultats ont fait l'objet d’un dépôt de brevet européen.Ces travaux sont les premiers à s’intéresser à l’effet de l’APN et de l’AdipoRon sur un modèle de culture primaire de macrophages et cellules épithéliales bronchiques humains. L’APN est capable de moduler la polarisation de ces cellules. Les adipokines régulent aussile tonus bronchique. Les adipokines sont essentielles à la compréhension du retentissement pulmonaire de l’obésité. / Obesity promotes the development of chronic bronchial diseases (asthma, COPD) and complicates their management, induces sleep breathing disorders and increases susceptibility to respiratory infections. Adipocytea are a source of mediator production including adipokines. Among these, adiponectin (APN) is a 30kDa protein that can associate in multimers of variable molecular weight. It circulates at high level but its serum concentration decreases with weight gain. APN is involved in immunoregulation and pulmonary development. But the pro or anti-inflammatory role of the APN is still a matter for debate. The association between serum levels of APN and the occurrence of bronchial diseases is not clearly demonstrated in humans. We explored the role of adipokines within the respiratory system. In particular, we studied the effect of the APN on the production of cytokines by pulmonary macrophages and bronchial epithelial cells. We obtained lung specimens from patients operated for carcinoma, from which we carried out primary cultures of parenchymal explants, pulmonary macrophages or bronchial epithelial cells and we also prepared bronchial rings for study in organ bath. We have revealed an in situ production of APN by human lung tissue, which is correlated with patient weight. We have verified that APN receptors (AdipoR1 and AdipR2) were both expressed by pulmonary macrophages, bronchial explants, and bronchial epithelial cells. We have treated human lung macrophages with APN (3-10-30 μg/ml) before stimulation with LPS (10 ng / ml) or Poly I: C (10 ng/ml) or IL-4 (10 ng/ml).We have shown that the APN decreased the production of M1 cytokines induced by LPS and Poly I: C (IL-6, CCL3, CCL4, CCL5, CXCL8, TNFa) as well as those of M2 cytokines induced by IL-4 (CCL13, CCL18, CCL22). AdipoRon, a synthetic adiponectin receptor agonist, exhibited the same effects as the recombinant protein. In comparison, leptin at its highest concentration (1000 ng/ml) induced the production of M1-type cytokines (IL-6, CCL3, CCL4, CCL5, TNF-α) by unstimulated macrophages whereas visfatin and chemerin did not reveal any effect on cytokine production by macrophages. Only APN demonstrated an effect on bronchial epithelial cells: decreasing the production of CXCL1 and CCL2 at basal state and after stimulationwith TNF (50 ng / ml) but increasing production of IL6, CCL20 and CXCL8 in the basal situation. We have completed this work by experiments on the regulation of bronchial tone by adipokines, using bronchial rings in isolated organ baths. These results have been the subject of a European patent application. This work is the first looking at the effect of APN and AdipoRon on primary human pulmonary macrophages and bronchial epithelial cells. APN is able to modulate the polarization of these cells. Adipokines are essential for understanding the respiratory burden of obesity.

Die weltweite Zunahme der Prävalenz von Übergewicht und Adipositas und den damit verbundenen medizinischen und sozioökonomischen Herausforderungen stellt eine der wesentlichen Herausforderungen der modernen medizinischen Versorgung dar. Im Mittelpunkt stehen dabei insbesondere die Auswirkungen von Übergewicht und Adipositas auf das kardiovaskuläre System und den damit verbundenen funktionellen und strukturellen Veränderungen der kardiovaskulären Funktion. Als Mediatoren dieser funktionellen und strukturellen Veränderungen stehen dabei zunehmend Adipozytokine im Interesse wissenschaftlicher Arbeiten. Unter Adipozytokinen versteht man in diesem Zusammenhang einen Sammelbegriff für von Adipozyten und anderen Fettgewebszellen sezernierten autokrin-, endokrin- und parakrin wirkenden bioaktiven Molekülen. Insbesondere bei Übergewicht und Adipositas kommt es zu einer charakteristischen Veränderung im Sekretionsmuster dieser Adipozytokine. Die Wirkung einzelner Adipozytokine auf die kardiovaskuläre Funktion wurde in den letzten Jahren intensiv untersucht, über die Wirkung ganzer Adipozytokinprofile ist bisher jedoch nur wenig bekannt. Ziel der vorliegenden Arbeit war es zu klären, welchen Einfluss eine 24-stündige Behandlung von neonatalen ventrikulären Kardiomyozyten mit einem physiologischen Adipozytokin-Profil auf Hypertrophie-assoziierte Signalwege und Zellproteine hat.

Die weltweite Zunahme der Prävalenz von Übergewicht und Adipositas und den damit verbundenen medizinischen und sozioökonomischen Herausforderungen stellt eine der wesentlichen Herausforderungen der modernen medizinischen Versorgung dar. Im Mittelpunkt stehen dabei insbesondere die Auswirkungen von Übergewicht und Adipositas auf das kardiovaskuläre System und den damit verbundenen funktionellen und strukturellen Veränderungen der kardiovaskulären Funktion. Als Mediatoren dieser funktionellen und strukturellen Veränderungen stehen dabei zunehmend Adipozytokine im Interesse wissenschaftlicher Arbeiten. Unter Adipozytokinen versteht man in diesem Zusammenhang einen Sammelbegriff für von Adipozyten und anderen Fettgewebszellen sezernierten autokrin-, endokrin- und parakrin wirkenden bioaktiven Molekülen. Insbesondere bei Übergewicht und Adipositas kommt es zu einer charakteristischen Veränderung im Sekretionsmuster dieser Adipozytokine. Die Wirkung einzelner Adipozytokine auf die kardiovaskuläre Funktion wurde in den letzten Jahren intensiv untersucht, über die Wirkung ganzer Adipozytokinprofile ist bisher jedoch nur wenig bekannt. Ziel der vorliegenden Arbeit war es zu klären, welchen Einfluss eine 24-stündige Behandlung von neonatalen ventrikulären Kardiomyozyten mit einem physiologischen Adipozytokin-Profil auf Hypertrophie-assoziierte Signalwege und Zellproteine hat.

As tiazolidinodionas (TZDs) são sensibilizadores de insulina utilizados no tratamento do diabetes mellitus tipo 2. Contudo, apesar dos efeitos benéficos sobre a glicemia, importantes efeitos adversos incluindo perda óssea e aumento de adiposidade são relatados com o uso clínico das TZDs. Assim, é necessário o desenvolvimento de novos derivados de TZDs com potenciais efeitos benéficos sobre a hiperglicemia e menos efeitos adversos. Neste estudo, investigamos os efeitos de 5 novos derivados de TZDs (LYSO-7, GQ-89, GQ-150, GQ-177 e SF-3) sobre a diferenciação celular de pré-osteoblastos murinos MC3T3-E1, pré-adipócitos murinos 3T3-L1 e pré-adipócitos SGBS de linhagem humana. Seus potenciais efeitos sobre a utilização de glicose, a produção de adipocinas e mediadores pró-inflamatórios também foram avaliados, utilizando linhagens murinas e humanas de adipócitos, e macrófagos THP-1 de linhagem humana. O principal achado de nosso estudo foi que os novos derivados de TZDs estimulam a utilização celular de glicose, porém não alteram o processo de diferenciação celular de pré-osteoblastos e pré-adipócitos, quando comparados com a TZD clássica Rosiglitazona. Conforme esperado, o tratamento com Rosiglitazona na concentração de 5 μM inibiu a osteogênese de pré-osteoblastos murinos MC3T3-E1. No entanto, o tratamento com 2 novos derivados de TZDs (GQ-89 e GQ-177) na mesma concentração não afetou a diferenciação celular, sendo possível observar níveis de mineralização de matriz extracelular similares aos do grupo controle. Além disso, enquanto a GQ-89 estimulou a atividade da fosfatase alcalina, a GQ-177 não modulou sua atividade enzimática e induziu a expressão gênica de osteocalcina. Contudo, ambos inibiram a expressão de Runx2 e colágeno. Por sua vez, quando os efeitos foram avaliados sobre a diferenciação de adipócitos, foi possível observar que ao contrário do efeito pró-adipogênico constatado com a Rosiglitazona na concentração de 1 μM, as TZDs GQ-150, GQ-177, LYSO-7 e SF-3 foram incapazes de induzir o acúmulo lipídico em pré-adipócitos murinos e humanos. Além disso, a GQ-150 inibiu a expressão gênica de C/EBPα, assim como a expressão gênica e os níveis protéicos de CD36, enquanto que a SF-3 estimulou a expressão gênica de C/EBPα e de FABP4 e diminuiu a expressão gênica e os níveis protéicos de CD36, os quais não foram modificados pela LYSO-7 em pré-adipócitos murinos 3T3-L1. No entanto, em pré-adipócitos SGBS de linhagem humana, nenhum efeito sobre os marcadores de fenótipo adipogênico C/EBPα e FABP4 foi observado com os novos derivados de TZDs. Ademais, os novos derivados de TZDs não interferiram na via de sinalização de Wnt, não apresentaram qualquer efeito sobre a expressão de adipocinas (adiponectina, resistina e leptina) e mediadores pró-inflamatórios (IL-6, CCL2/MCP-1, TNF-α e JNK), bem como não ativaram o fator de transcrição PPARγ no ensaio de gene repórter. Por sua vez, a LYSO-7, GQ-150 e SF-3 aumentaram o consumo de glicose em presença de insulina em adipócitos 3T3-L1 e modificaram a atividade de enzimas mitocondriais em adipócitos SGBS e macrófagos THP-1. Entretanto, o efeito sensibilizador de insulina foi confirmado somente com a GQ-177 pelo aumento da captação de glicose e somente a LYSO-7 e a SF-3 foram capazes de inibir o consumo de oxigênio e modificar a taxa de glicólise em macrófagos, sugerindo que também poderiam alterar os níveis de ATP/ADP. Considerando que baixos níveis de ATP estimulam a via de sinalização de AMPK, essa via também foi investigada em nosso estudo. Entretanto, os resultados sobre a ativação de AMPK foram inconclusivos. Desse modo, nossos resultados apontam que os novos derivados de TZDs não atuam como ligantes de PPARγ, apresentam atividade sensibilizadora de insulina in vitro, e que exercem menores efeitos antiosteoblásticos e adipogênicos quando comparados com a Rosiglitazona. Mais estudos são necessários para elucidar os mecanismos responsáveis por esses efeitos, bem como para estabelecer se os novos derivados de TZDs são mais seguros in vivo, com relação ao risco de fraturas ósseas e ganho de massa adiposa. / Thiazolidinediones (TZDs) are insulin sensitizers used in the treatment of type 2 diabetes mellitus. However, despite the beneficial effects on blood glucose, significant adverse effects including bone loss and increased adiposity are reported with the clinical use of TZDs. Thus, it is necessary to develop new derivatives of TZDs with potential beneficial effects on hyperglycemia and fewer adverse effects. In this study, we investigated the effects of 5 new derivatives of TZDs (LYSO-7, GQ-89, GQ-150, GQ-177 e SF-3) on cellular differentiation in murine MC3T3-E1 preosteoblasts, murine 3T3-L1 preadipocytes, and SGBS preadipocytes from human lineage. Potential effects on glucose consumption, adipokines, and pro-inflammatory mediators were also assessed using murine and human strains of adipocytes, and macrophages from human THP-1 lineage. The main finding of this study was that new derivatives of TZDs stimulate glucose consumption, but do not change the cell differentiation process of preosteoblasts and preadipocytes compared to classical TZD Rosiglitazone. As expected, the treatmet with Rosiglitazone, at 5μM, inhibited the osteogenesis in murine MC3T3-E1 preosteoblasts. However, the treatment with 2 new derivatives of TZDs (GQ-89 and GQ-177) at the same concentration did not affect cell differentiation, and levels of mineralization of the extracellular matrix similar to the control group were observed. In addition, whereas the GQ-89 stimulated the activity of alkaline phosphatase, GQ-177 does not modulate its enzymatic activity and induced gene expression of osteocalcin. However, both of them inhibit the expression of Runx2 and collagen. In turn, when the effects were assessed on the adipocyte differentiation, unlike the proadipogenic effect observed with Rosiglitazone at a concentration of 1 μM, the new TZDs GQ-150, GQ-177, LYSO-7 and SF-3 were unable to induce lipid accumulation in human and murine preadipocytes. In addition, GQ-150 inhibited the gene expression of C/EBPα , as well as the gene expression and protein levels of CD36, whereas SF-3 stimulated the gene expression of C/EBPα and FABP4 and decreased gene expression and protein levels of CD36, which was not modified by LYSO-7 on murine 3T3- L1 preadipocytes. However, no effect on markers of adipogenic phenotype C/EBPα and FABP4 has been observed with the novel derivatives of TZDs in human SGBS preadipocytes. Furthermore, the new derivatives of TZDs do not interfere with the Wnt signaling pathway, showed no effect on the adipokines expression (adiponectin, resistin and leptin) and proinflammatory mediators (IL-6, CCL2 / MCP-1, TNF α and JNK) and did not activate the transcription factor PPARγ in the gene reporter assay. In turn, LYSO-7, GQ-150, and SF-3 increased glucose consumption in the presence of insulin in 3T3-L1 adipocytes and modified the activity of mitochondrial enzymes in SGBS adipocytes and THP-1 macrophages. However, the effect on insulin sensitization was confirmed only to GQ-177 that increased glucose uptake and just LYSO-7 and SF-3 were able to inhibit oxygen consumption and modify the rate of glycolysis in macrophages, suggesting that they could also alter the levels of ATP/ADP. Since low levels of ATP could stimulate AMPK pathway, this signaling pathway was also investigated in our study. However, the results on the AMPK activation were inconclusive. Thus, our results demonstrate that the new derivatives of TZDs do not act as PPARγ ligands, present insulin sensitizing activity in vitro, and display minor antiosteoblastic and adipogenic effects when compared to Rosiglitazone. More studies are needed to elucidate the exact mechanisms responsible for these effects, as well as to establish whether the safety of the new TZDs with respect to the risk of bone fractures and body mass gain using in vivo models.

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

This thesis investigates the contributions of fatty acids (FA) to adipokine dysregulation and inflammation. Differentiated 3T3-L1 adipocytes were treated with palmitic, stearic, palmitoleic, and oleic acids and changes in adipokine gene expression were measured. Here it was determined that saturated FA (SFA) increased the expression of RANTES and monounsaturated FA (MUFA) decreased the expression of RANTES and IL-6; demonstrating that FA differentially regulate adipokine expression. Relationships between plasma levels of SFA, MUFA and C-reactive protein (CRP) were also identified in a human observational study, further demonstrating the link between FA and inflammation Moreover, an association was also found between stearoyl-CoA desaturase 1 (SCD1) activity and CRP, demonstrating that SCD1 activity contributes to the inflammatory state. Genetic variation in SCD1 was also found to alter plasma FA and CRP levels, thus contributing to systemic inflammation. Taken together, these results demonstrate that SFA and MUFA influence adipokine dysregulation and systemic inflammation.

In den letzten Jahren wurde ein inverser Zusammenhang zwischen der Zunahme an Fettgewebe und der Funktionalität von Spermatozoen festgestellt, dessen molekulare Ursachen weitgehend unbekannt sind. Möglichweise spielen Sekretionsprodukte des Fettgewebes, sogenannte Adipokine, dabei eine entscheidende Rolle. Um diese Hypothese zu prüfen, wurden in einer Querschnittsstudie Sexualhormonkonzentionen, Spermiogrammparameter und die Konzentration der Adipokine Adiponektin, Leptin, Resistin, Chemerin, Vaspin, Visfatin (Nampt) und Progranulin im Serum von normalgewichtigen, präadipösen und adipösen Probanden bestimmt. Die Adipokinkonzentrationen im Serum wurden mit den korrespondierenden Werten im Seminalplasma (SP) verglichen. Desweiteren wurden die gemessenen Adipokinspiegel beider Körperflüssigkeiten auf Zusammenhänge mit Sexualhormonkonzentrationen im Blut und den Parametern des klassischen Spermiogramms (WHO) untersucht. Dabei zeigte sich, dass die altersgemachten präadipösen/adipösen Probanden signifikant weniger progressiv motile und normomorphe Spermatozoen aufwiesen als die Gruppe der Normalgewichtigen (p<0,05). In ihrem SP war die Konzentration von Adiponektin signifikant erniedrigt, während die von Chemerin im Vergleich zu normalgewichtigen Männern erhöht war (p<0,05). Außerdem konnte nachgewiesen werden, dass die mittlere Konzentration von Adiponektin (400-fach), Leptin (5-fach), Resistin (1,5-fach) und Chemerin (1,5-fach) im Serum signifikant höher als die im SP war. Demgegenüber fand sich bei Vaspin (4-fach), Progranulin (50-fach) und Visfatin (100-fach) die Konzentration im SP signifikant erhöht. Bei Korrelationsanalysen unter Einschluss der Ergebnisse aus der Gesamtgruppe korrelierte von allen untersuchten Adipokinen nur die SP-Konzentration von Adiponektin direkt und signifikant mit der im Serum (p<0.01). Zudem zeigten Adiponektin, Chemerin und Progranulin im SP direkte Assoziation mit den Spermiogrammparametern Spermienkonzentration, Spermienanzahl und progressive Motilität (p<0.05). Wir konnten erstmals nachweisen, dass eine Vielzahl von Adipokinen im männlichen Reproduktionstrakt präsent sind und dort möglicherweise einen Einfluss auf die Spermienqualität in Abhängigkeit vom Körpergewicht haben könnten.