L’inflammasome NLRP3, un complexe protéique pro-inflammatoire, joue un rôle essentiel dans le processus pathologique de l’athérosclérose et du diabète de type 2 (DT2). Il est responsable de la maturation de la pro-IL-1β et de la pro-IL-18 respectivement en IL-1β et IL-18 biologiquement actives. L’objectif de cette étude consiste à identifier et caractériser un inhibiteur spécifique de l’inflammasome NLRP3 qui pourrait contribuer à limiter l’évolution des plaques d’athérome et l’installation du DT2. Au cours de cette thèse, nous avons isolé l’Arglabine d’une plante, Artemisia glabella, connue pour ses vertus anti-tumorales. L’effet de l’Arglabine a été étudié au niveau des macrophages et des cellules β-pancréatiques, et chez des souris ApoE2.Ki et ApoE2.Ki/NLRP3-/- placées sous régime High Fat Diet (HFD). Les résultats in vitro montrent que l’Arglabine réduit, d’une façon dose-dépendante, l’activité de l’inflammasome NLRP3 et inhibe l’expression des protéines Nlrp3, IL-1β et caspase-1. Elle induit l’autophagie en augmentant significativement l’expression de la LC3-II au niveau des macrophages murins en culture. L’injection intra-péritonéale de deux doses journalières d’Arglabine (2.5 ng/g de m.c.) à des souris ApoE2.Ki placées sous régime HFD, normalise le profil lipidique et réduit l’oxydation des LDL au niveau du plasma des souris. Elle réduit le nombre des monocytes pro-inflammatoires (Ly-6Chigh) et augmente le nombre des monocytes anti-inflammatoires (Ly-6Clow). Au niveau des lésions artérielles, l’Arglabine oriente les macrophages présents vers un phénotype anti-inflammatoire M2. L’ensemble de ces résultats montre un rôle athéroprotecteur de l’Arglabine : elle réduit la surface des lésions artérielles au niveau du sinus aortique ainsi qu’au niveau de la totalité de l’aorte des souris ApoE2.Ki placées sous régime athérogène. De plus, le traitement par l’Arglabine normalise le profil glycémique et insulinémique des souris ApoE2.Ki. Elle réduit également l’activité de la caspase 3 au niveau des îlots de Langerhans et augmente de manière dose-dépendante l’expression de la protéine Bcl-2 au niveau des cellules β-pancréatiques. Par ailleurs, nous avons montré une augmentation de l’expression de protéines impliquées dans l’autophagie telles que la Becline 1 et la LC3-II sous l’effet de l’Arglabine. Ainsi, l’Arglabine réduit non seulement l’activité de l’inflammasome NLRP3 mais améliore aussi la survie des cellules β-pancréatiques. L’Arglabine constitue donc une molécule très prometteuse dans le traitement des maladies cardiovasculaires et le DT2. / The NLRP3 inflammasome activity is abnormally elevated in many human inflammatory diseases, including cardiovascular and metabolic diseases such as atherosclerosis and type 2 diabetes mellitus (T2DM) respectively. Therefore, there is considerable interest in the identification of effective therapeutics that selectively inhibit the NLRP3 inflammasome pathway. In this study, we have identified Arglabin as a potential small molecule inhibitor that targets the NLRP3 inflammasome activity in cell culture and in an animal model, the ApoE2.Ki mice fed a high-fat Western-type diet (HFD). Arglabin, a plant sesquiterpene lactone, has been used extensively as an herbal remedy that proved effective in treating cancer of the liver, lungs and breast at early stages. Arglabin inhibited, in a concentration-dependent manner, IL-1β and IL-18 production in lipopolysaccharide and cholesterol crystal-activated cultured mouse peritoneal macrophages. In addition, Arglabin activated autophagy as evidenced by the increase in LC3-II protein. Intraperitoneal injection of Arglabin (2.5 ng/g body weight twice daily for 13 weeks) into female ApoE2.Ki mice fed a HFD resulted in a decreased IL-1β plasma level and reduced plasma levels of total cholesterol and triglycerides. Treatment of ApoE2.Ki mice fed a HFD with Arglabin significantly reduced the plasma concentration of anti-oxLDL antibodies. Moreover, Arglabin oriented the proinflammatory M1 macrophages into the anti-inflammatory M2 phenotype in spleen and arterial lesions. Consequently, a marked reduction in atherosclerotic lesions was observed in the median areas in the sinus and whole aorta. In comparison to vehicle-treated mice, Arglabin reduced plasma levels of glucose and insulin. Immunohistochemical analysis revealed the presence of active caspase 3 in Langerhans islets of ApoE2.Ki mice fed a HFD that was significantly inhibited by Arglabin treatment. Moreover, Arglabin reduced susceptibility to apoptosis in cultured INS-1 cells by increasing concentration-dependently Bcl-2 levels, which led to concomitantly decreased Bax/Bcl-2 ratio. In cultured INS-1 cells, Arglabin increased the expression of the autophagic markers Becline 1 and LC3-II in a concentration-dependent manner. Consequently, our results indicate survival-promoting properties of the Arglabin molecule in pancreatic β-cells.In conclusion, our findings demonstrate that Arglabin may represent a promising new drug to treat atherosclerosis and T2DM.

L'hypertension est l'une des maladies humaines les plus courantes. Aujourd'hui, de nombreuses études confirment l'hypothèse selon laquelle l'hypertension implique nécessairement un transport anormal de sel (NaCl) par les reins.Le néphron, l'unité fonctionnelle du rein, est composé de plusieurs segments présentant différents systèmes de transport de NaCl. Notre équipe a récemment démontré que les cellules intercalaires du canal collecteur (CD) étaient capables de réabsorber du NaCl. Ce transport est possible grâce au couplage fonctionnel de deux échangeurs : la pendrine et NDCBE. L'objectif de cette thèse est de caractériser ce transport et de montrer que les cellules intercalaires ( IC) jouent un rôle important dans le maintien de la balance sodée et de la pression artérielle. Grâce à plusieurs modèles de souris transgéniques nous avons pu montrer que la délétion de NDCBE provoque une hypotension et la mise en place d'une compensation par un autre transporteur du néphron : le cotransporteur NCC. A partir d'un autre modèle murin knock-out pour la pompe à proton H+-ATPase spécifiquement dans les cellules intercalaires et nécessaire à la réabsorption de NaCl par les ICs, nous avons montré que les ICs étaient capables de moduler le transport de sodium des cellules principales du CD par la sécrétion de facteurs paracrines. Enfin, chez des souris possédant une mutation de kinase WNK4, connue pour provoquer le syndrôme de Gordon, une maladie caractérisée entre autre par une hypertension artérielle et une hyperkaliémie, le transport de NaCl par les ICs est suractivée et cette suractivation contribue probablement à la mise en place de la maladie. / Hypertension is one of the most common human diseases. Today, many studies support the hypothesis that hypertension necessarily involve abnormal transport of salt (NaCl) by the kidneys. The nephron, the functional unit of the kidney, is composed of several segments with different NaCl transport systems. Our team has recently demonstrated that β-intercalated cells of the collecting duct (CD) were able to reabsorb NaCl. This transport is possible through functional coupling of two exchangers : pendrin and NDCBE. The objective of this thesis is to characterize the transport and show that β-intercalated cells (β-IC) play an important role in maintaining of sodium balance and blood pressure. Through several transgenic mouse models, we have shown that deletion of NDCBE causes hypotension and induces a compensation by another transporter of NaCl : the NCC cotransporter. With another mouse model, knockout for the proton pump H+- ATPase specifically in the intercalated cells and necessary for the reabsorption of NaCI in the β-ICs, we have shown that the β-ICs were capable of modulating the sodium transport of the principal cell of the CD through the secretion of paracrine factors.Otherwise, in mice with a mutated form of the WNK4 kinase, known to cause the Gordon syndrome, a disease characterized by hypertension and hyperkalemia, the NaCl transport by β-ICs is overactive and this overactivation probably contributes to the establishment of the disease.

Ce travail scientifique a abordé la problématique du vieillissement des îlots pancréatiques et l’effet de la senescence endothéliale et des microparticules (MPs) sur la fonction des îlots. Nous avons exploré l’impact du vieillissement du pancréas sur la morphologie, le devenir et la fonction de l’îlot pancréatique par analyse comparative entre pancréas de rats jeunes et d’âge moyen et le rôle des MPs endothéliales pro-sénescentes sur la fonction des îlots et leur sénescence prématurée. Nos résultats in vivo montrent que le pancréas est un organe précocement sensible au stress oxydant s’accumulant avec l’âge. Il conduit à la surexpression des marqueurs procoagulants et de senescence sans apparition d’apoptose. In vitro, les MPs de cellules endothéliales sénescentes ont un effet pro-sénescent sur les îlots pancréatiques isolés de rats jeunes avec une activité SA-β-galactosidase caractéristique, la surexpression des marqueurs p53, p21 et p16 et la réduction de la capacité de la sécrétion d’insuline en réponse au glucose. L’ensemble de nos résultats in vivo et in vitro désigne la contribution de la sénescence endothéliale comme une cause probable à la dysfonction de greffon. / This scientific work has tackled the question of the pancreatic islets aging and the effect of endothelial senescence and microparticles (MPs) on islet function. We investigated the impact of aging on pancreas morphology, fate and on the function of the pancreatic islet by comparative analysis between pancreas in young and middle-aged rats, as well as the role of pro-senescent endothelial MPs on islet function and their premature senescence. Our in vivo data show that the pancreas is an early sensitive organ to oxidative stress accumulating with age and leading to overexpression of the procoagulant and senescence markers without appearance of apoptosis. In vitro, MPs of senescent endothelial cells have a pro-senescent effect on pancreatic islets isolated from young rats with characteristic SA-β-galactosidase activity, overexpression of p53, p21 and p16 markers and reducing the ability of insulin secretion in response to glucose. Altogether, our in vivo and in vitro data indicate the contribution of endothelial senescence as a possible contributor to graft dysfunction.

Pour étudier l'impact de la signalisation de la prolactine (PRL), une hormone impliquée dans la proliférationcellulaire sur l'adipocyte et la cellule β pancréatique, deux types cellulaires impliqués dans la balanceénergétique, nous avons caractérisé le phénotype de souris déficientes en récepteur de la PRL (R PRL-/-) sousdifférentes conditions physiopathologiques. Dans un premier temps, nous avons étudié l'impact du R PRL sur ledéveloppement d'une obésité induite par un régime obésogène. Dans un deuxième temps, nous nous sommesintéressés à l'impact du R PRL sur l'ontogenèse des cellules β durant les adaptations périnatales. Nous avonsaussi évalué son rôle sur la sécrétion d'insuline à l'âge adulte.Notre première étude montre que les souris R PRL-/- sous régime obésogène ont une prise de poids réduite etune augmentation de la dépense énergétique comparées à celles des souris sauvages. Nous montrons que desadipocytes beiges, une nouvelle classe d'adipocytes thermoactifs récemment caractérisés et exprimant laprotéine découplante UCP1, émergent dans le tissu adipeux blanc périrénal des souris R PRL-/- soumises à unrégime gras. Nous avons démontré que le R PRL contribue à l'apparition des adipocytes beiges en modulant lavoie de signalisation pRb/FoxC2 permettant la résistance à l'obésité induite par le régime gras.Notre deuxième étude montre que la souris R PRL-/- et le rat GK, un modèle de diabète de type 2, ont un défautd'adaptation de la masse des cellules β en période périnatale. Cette altération est corrélée à un défautd'expression d'igf2 (Insulin-like Growth Factor 2), une cible de la PRL. A partir d'îlots de Langherans de sourisadultes, nous avons confirmé que le R PRL est essentiel à la sécrétion d'insuline.Les résultats obtenus ont permis de mieux comprendre le rôle de la PRL sur la balance énergétique. Ces travauxouvrent des perspectives nouvelles pour le développement de stratégies thérapeutiques dans la lutte contrel'obésité et le diabète de type II.

Pour étudier l’impact de la signalisation de la prolactine (PRL), une hormone impliquée dans la proliférationcellulaire sur l’adipocyte et la cellule β pancréatique, deux types cellulaires impliqués dans la balanceénergétique, nous avons caractérisé le phénotype de souris déficientes en récepteur de la PRL (R PRL-/-) sousdifférentes conditions physiopathologiques. Dans un premier temps, nous avons étudié l’impact du R PRL sur ledéveloppement d’une obésité induite par un régime obésogène. Dans un deuxième temps, nous nous sommesintéressés à l’impact du R PRL sur l’ontogenèse des cellules β durant les adaptations périnatales. Nous avonsaussi évalué son rôle sur la sécrétion d’insuline à l’âge adulte.Notre première étude montre que les souris R PRL-/- sous régime obésogène ont une prise de poids réduite etune augmentation de la dépense énergétique comparées à celles des souris sauvages. Nous montrons que desadipocytes beiges, une nouvelle classe d’adipocytes thermoactifs récemment caractérisés et exprimant laprotéine découplante UCP1, émergent dans le tissu adipeux blanc périrénal des souris R PRL-/- soumises à unrégime gras. Nous avons démontré que le R PRL contribue à l’apparition des adipocytes beiges en modulant lavoie de signalisation pRb/FoxC2 permettant la résistance à l’obésité induite par le régime gras.Notre deuxième étude montre que la souris R PRL-/- et le rat GK, un modèle de diabète de type 2, ont un défautd’adaptation de la masse des cellules β en période périnatale. Cette altération est corrélée à un défautd’expression d’igf2 (Insulin-like Growth Factor 2), une cible de la PRL. A partir d’îlots de Langherans de sourisadultes, nous avons confirmé que le R PRL est essentiel à la sécrétion d’insuline.Les résultats obtenus ont permis de mieux comprendre le rôle de la PRL sur la balance énergétique. Ces travauxouvrent des perspectives nouvelles pour le développement de stratégies thérapeutiques dans la lutte contrel’obésité et le diabète de type II. / In order to study the impact of prolactin (PRL) signaling on pancreatic β-cell and adipocyte, two cell typesinvolved in energy balance, we characterized the phenotype of PRL receptor deficient mice (PRL R-/-) underdifferent physiopathological conditions. First, we studied the impact of PRL R on the development of obesityinduced by a high fat diet. Second, we investigated the impact of PRL R on β-cell ontogenesis during perinataladaptation and its role in insulin secretion during adulthood.Our first study shows that PRL R-/- mice under obesogenic diet have a reduced weight gain and an increase ofenergy expenditure as compared to those of wild-type mice. We showed that beige adipocytes, a new class ofthermogenic adipocytes recently characterized expressing uncoupling protein UCP1, emerged in the perirenalwhite adipose tissue of PRL R-/- mice challenged with a high fat diet. Altered expression of pRb/FoxC2 suggeststhat PRL R contributes to the development of beige adipocytes modulating this signaling pathway for resistanceto high fat diet induced obesity.Our second study shows that PRL R-/- mice do not adapt β-cell mass in perinatal period and this alteration isassociated with a lack of igf2 (Insulin-like Growth Factor 2) expression, a PRL target. We confirmed that R PRL isessential for insulin secretion using b islets in adult animals.These results lead to a better understanding of the PRL role on energy balance, and open new perspectives forthe development of therapeutic strategies in obesity and type II diabetes

Le but de ce travail a été d'étudier l'adaptation β-cellulaire au stress oxydant (SO) dans un modèle animal de diabète de type 2, le rat GK/Par. Dans le premier volet de cette thèse, nous avons évalué le stress oxydant insulaire et l'impact des espèces réactives de l'oxygène (ERO) sur la sécrétion de l'insuline. Les îlots de rats diabétiques GK/Par apparaissent protégés contre le SO, car (i) les marqueurs de SO ciblent essentiellement la périphérie insulaire (aires vasculaires et inflammatoires) ; (ii) l'accumulation d"ERO est plus faible comparativement aux îlots témoins (Wistar) ; (iii) leur sécrétion de l'insuline n'est pas altérée après exposition aux ERO ; et (iv) ces adaptations sont associées à une augmentation des défenses antioxydantes insulaires. Dans un deuxième volet, nous avons vérifié si ces mécanismes adaptatifs pouvaient expliquer la protection des cellules β contre l'apoptose chez le rat GK/Par diabétique. Nous avons montré que le phénotype particulier de l'îlot GK/Par diabétique consiste, ex vivo, en une augmentation des gènes anti-apoptotiques, associée in vitro à une résistance contre l'apoptose induite par les ERO. Nous avons démontré que l'AMPc joue un rôle dans cette résistance à l'apoptose. Compte tenu de l'existence de sources d'ERO proches des cellules endocrines insulaires chez le rat GK/Par, nous avons, dans un dernier volet, étudié le rôle d'une dysfonction endothéliale et du processus inflammatoire associé (phénomène au potentiel pro-oxydant) dans l'adaptation antioxydante des îlots. Le blocage de la voie IL-1 via un traitement in vivo par IL-1Ra a permis, au niveau insulaire, de diminuer l'activation endothéliale, le stress inflammatoire et de normaliser l'expression des gènes antioxydants. Enfin, puisqu'il existe une production d'ERO insulaire précoce chez le rat GK/Par (avant l'installation du diabète), nous suggérons qu'elle soit à l'origine de l'augmentation des défenses antioxydantes/anti-apoptotiques. Cette adaptation est en place après installation du diabète et permet à l'îlot GK/Par de contrer l'environnement diabétogène pro-oxydant (glucolipotoxicité, inflammation). Enfin, nous proposons que la dysfonction β-cellulaire engendrée par un excès d'antioxydants endogènes soit le prix à payer pour protéger la cellule β du rat GK/Par de la mort cellulaire.

La Néoplasie Endocrinienne Multiple de type1 (NEM1) est une maladie à transmission autosomique dominante liée à l'inactivation du gène MEN1 codant pour la protéine ménine. Bien que ménine soit exprimée dans tous les tissus testés de l'organisme, elle n'a un effet oncosuppresseur que dans les cellules endocrines. L'hypothèse de mon travail est que ménine interagit avec des fonctions endocrines spécifiques. J'ai ciblé mes études sur une lignée de cellules β pancréatiques INS-1 dans laquelle j'ai étudié la réponse cellulaire au glucose et la régulation du facteur de transcription MAFA en fonction de la variation de l'expression de ménine. Nos résultats ont démontré que l'inhibition de ménine augmente l'incorporation de BrdU en réponse au glucose dans les cellules INS-1, ainsi que l'expression de plusieurs gènes impliqués dans la prolifération de ces cellules. Cette inhibition de ménine est associée avec une réduction dramatique de l'expression de MafA, et celle de certains gènes cibles de MafA. Par ailleurs, la surexpression de la forme sauvage, et non pas des formes mutées de ménine, stimule l'expression de MafA. La variation de l'expression de MafA étant également associée à une variation du taux de prolifération cellulaire. D'autre part, les études in vivo ont montré une bonne corrélation entre le niveau d'expression de ménine et celui de MafA dans les insulinomes du rat et de l'homme. En conclusion, mon travail de thèse a permis de mieux clarifier la fonction biologique de ménine dans les cellules β, et de mettre en évidence l'implication potentielle du facteur MafA dans la tumorigénèse des insulinomes / Multiple endocrine neoplasia type 1 (MEN1) is an autosomal dominant inherited syndrome caused by mutations of the MEN1 gene coding for the protein menin. Although menin is expressed in all tested tissues, its oncosuppressor effect is limited to the endocrine cells. The assumption of my work was that menin interact with specific endocrine functions. To check out this assumption, we selected the β pancreatic cell line INS-1 in which, we analysed the cellular response to glucose stimulation and the regulation of the transcription factor MAFA according to the variation of menin expression. Our results showed that menin inhibition increased BudU incorporation in response to glucose stimulation in INS-1 cells, as well as the expression of several genes involved in the proliferation of these cells. Menin inhibition was associated with a dramatic reduction of MafA expression level, and some of its targeted genes. Interestingly, wild type menin overexpression, but not mutant forms, stimulated MafA expression. Interestingly, modification of MafA expression modified proliferation rate of INS-1 cells. In addition, the in vivo studies, showed a good correlation between menin and MafA expression levels in both rat and human insulinoma. In conclusion, my thesis work results clarified the biological function of menin in β cells, and highlighted the potential implication of MafA factor in insulinoma tumorigenesis

Le diabète de type 2 (DT2) résulte d’une résistance à l’insuline par les tissus périphériques et par un défaut de sécrétion de l’insuline par les cellules β-pancréatiques. Au fil du temps, la compensation des îlots de cellules β pour la résistance à l’insuline échoue et entraine par conséquent une baisse progressive de la fonction des cellules β. Plusieurs facteurs peuvent contribuer à la compensation de la cellule β. Toutefois, la compréhension des mécanismes cellulaires et moléculaires sous-jacents à la compensation de la masse de la cellule β reste à ce jour inconnue. Le but de ce mémoire était d’identifier précisément quel mécanisme pouvait amener à la compensation de la cellule β en réponse à un excès de nutriments et plus précisément à l’augmentation de sa prolifération et de sa masse. Ainsi, avec l’augmentation de la résistance à l’insuline et des facteurs circulants chez les rats de six mois perfusés avec du glucose et de l’intralipide, l’hypothèse a été émise et confirmée lors de notre étude que le facteur de croissance HB-EGF active le récepteur de l’EGF et des voies de signalisations subséquentes telles que mTOR et FoxM1 impliquées dans la prolifération de la cellule β-pancréatique. Collectivement, ces résultats nous permettent de mieux comprendre les mécanismes moléculaires impliqués dans la compensation de la masse de la cellule β dans un état de résistance à l’insuline et peuvent servir de nouvelles approches thérapeutiques pour prévenir ou ralentir le développement du DT2. / Type 2 diabetes (T2D) results from insulin resistance in peripheral tissues and impaired insulin secretion from the pancreatic β-cell. Over the time, compensation of the β cell islets for insulin resistance fails, and therefore leads to a gradual decline in β-cell function. Several factors may contribute to β-cell compensation. However, the cellular and molecular mechanisms underlying β-cell compensation remain unknown. The purpose of this thesis was to identify what mechanism could lead to β cell compensation in response to nutrients excess and specifically the increase in proliferation and β-cell mass. Thus, with increasing insulin resistance and circulating factors in the 6 month rats infused with glucose + intralipid, the hypothesis was made and confirmed in our study that the growth factor HB-EGF would activate the EGF receptor, and subsequent signaling pathways such as mTOR and FoxM1, both involved in the proliferation of the pancreatic beta-cell. Collectively, these results allow us to understand better the molecular mechanisms involved in the β cell compensation in the insulin resistance state and may serve as a potential new therapeutic approach to prevent or delay T2D development.

La greffe d’îlots pancréatiques est caractérisée par une réponse inflammatoire et procoagulante précoce, connue sous le nom d’IBMIR (Instant Blood Mediated Inflammatory Reaction). Les microparticules (MPs) porteuses de facteur tissulaire (TF) sont le témoin d’un important remodelage membranaire et constituent des acteurs centraux dans la dissémination du stress de l’IBMIR. Nous avons exploré l’effet d’un stress inflammatoire sur la survie et la fonction de la cellule β dans un modèle de communication cellulaire médiée par les MPs. La modulation pharmacologique par les analogues du GLP-1 a été évaluée, la par la mesure de la sécrétion d’insuline, de l’activité TF et l'analyse du remodelage de la membrane plasmique. Nos résultats décrivent les MPs comme des effecteurs autocrines et indiquent que les MPs sont des cibles potentielles pour les analogues du GLP-1 au cours de l'IBMIR. Les données apportent de nouvelles pistes sur les mécanismes cellulaires mis en jeu lors des phénomènes d’ischémie reperfusion durant l’IBMIR. / Pancreatic islets graft is characterized by early inflammatory and procoagulant events known as Instant Blood Mediated Inflammatory Reaction (IBMIR). Tissue factor (TF) bearing microparticles (MPs) are surrogates of important membrane remodeling and key players in the systemic and local dissemination of such stress.We investigated the effect of inflammatory stress on β cell survival and function in a MP-mediated cell crosstalk model. Pharmacological modulation by GLP-1 analogues was evaluated by measurement of insulin secretion, TF activity and assessment of plasma membrane remodeling. Our data evidenced MPs as autocrine effectors and possible new target for GLP-1 analogues. They bring new hints on the cellular mechanisms prompted by ischemia reperfusion during IBMIR.

Le diabète de type 2 (DT2) est caractérisé par une résistance des tissus périphériques à l’action de l’insuline et par une insuffisance de la sécrétion d’insuline par les cellules β du pancréas. Différents facteurs tels que le stress du réticulum endoplasmique (RE) et l’immunité innée affectent la fonction de la cellule β-pancréatique. Toutefois, leur implication dans la régulation de la transcription du gène de l’insuline demeure imprécise. Le but de cette thèse était d’identifier et de caractériser le rôle du stress du RE et de l’immunité innée dans la régulation de la transcription du gène de l’insuline. Les cellules β-pancréatiques ont un RE très développé, conséquence de leur fonction spécialisée de biosynthèse et de sécrétion d’insuline. Cette particularité les rend très susceptible au stress du RE qui se met en place lors de l’accumulation de protéines mal repliées dans la lumière du RE. Nous avons montré qu’ATF6 (de l’anglais, activating transcription factor 6), un facteur de transcription impliqué dans la réponse au stress du RE, lie directement la boîte A5 de la région promotrice du gène de l’insuline dans les îlots de Langerhans isolés de rat. Nous avons également montré que la surexpression de la forme active d’ATF6α, mais pas ATF6β, réprime l’activité du promoteur de l’insuline. Toutefois, la mutation ou l’absence de la boîte A5 ne préviennent pas l’inhibition de l’activité promotrice du gène de l’insuline par ATF6. Ces résultats montrent qu’ATF6 se lie directement au promoteur du gène de l’insuline, mais que cette liaison ne semble pas contribuer à son activité répressive. Il a été suggéré que le microbiome intestinal joue un rôle dans le développement du DT2. Les patients diabétiques présentent des concentrations plasmatiques élevées de lipopolysaccharides (LPS) qui affectent la fonction de la cellule β-pancréatique. Nous avons montré que l’exposition aux LPS entraîne une réduction de la transcription du gène de l’insuline dans les îlots de Langerhans de rats, de souris et humains. Cette répression du gène de l’insuline par les LPS est associée à une diminution des niveaux d’ARNms de gènes clés de la cellule β-pancréatique, soit PDX-1 (de l’anglais, pancreatic duodenal homeobox 1) et MafA (de l’anglais, mammalian homologue of avian MafA/L-Maf). En utilisant un modèle de souris déficientes pour le récepteur TLR4 (de l’anglais, Toll-like receptor), nous avons montré que les effets délétères des LPS sur l’expression du gène de l’insuline sollicitent le récepteur de TLR4. Nous avons également montré que l’inhibition de la voie NF-kB entraîne une restauration des niveaux messagers de l’insuline en réponse à une exposition aux LPS dans les îlots de Langerhans de rat. Ainsi, nos résultats montrent que les LPS inhibent le gène de l’insuline dans les cellules β-pancréatiques via un mécanisme moléculaire dépendant du récepteur TLR4 et de la voie NF-kB. Ces observations suggèrent ainsi un rôle pour le microbiome intestinal dans la fonction de la cellule β du pancréas. Collectivement, ces résultats nous permettent de mieux comprendre les mécanismes moléculaires impliqués dans la répression du gène de l'insuline en réponse aux divers changements survenant de façon précoce dans l’évolution du diabète de type 2 et d'identifier des cibles thérapeutiques potentielles qui permettraient de prévenir ou ralentir la détérioration de l'homéostasie glycémique au cours de cette maladie, qui affecte plus de deux millions de Canadiens. / Type 2 diabetes is characterized by insulin resistance and impaired insulin secretion from the pancreatic β-cell. Endoplasmic reticulum (ER) stress and innate immunity have both been reported to alter pancreatic β-cell function. However, it is not clear whether these factors can affect the transcription of the insulin gene. The aim of this thesis was to assess the role of ER stress and innate immunity in the regulation of the insulin gene. Pancreatic β-cells have a well-developed endoplasmic reticulum (ER) due to their highly specialized secretory function to produce insulin in response to glucose and nutrients. In a first study, using several approaches we showed that ATF6 (activating transcription factor 6), a protein implicated in the ER stress response, directly binds to the A5/Core of the insulin gene promoter in isolated rat islets. We also showed that overexpression of the active (cleaved) fragment of ATF6α, but not ATF6β, inhibits the activity of an insulin promoter-reporter construct. However, the inhibitory effect of ATF6α was insensitive to mutational inactivation or deletion of the A5/Core. Therefore, although ATF6 binds directly to the A5/Core of the rat insulin II gene promoter, this direct binding does not appear to contribute to its repressive activity. In recent years, the gut microbiota was proposed has an environmental factor increasing the risk of type 2 diabetes. Subjects with diabetes have higher circulating levels of lipopolysaccharides (LPS) than non-diabetic patients. Recent observations suggest that the signalling cascade activated by LPS binding to Toll-Like Receptor 4 (TLR4) exerts deleterious effects on pancreatic β-cell function; however, the molecular mechanisms of these effects are incompletely understood. We showed that exposure of isolated human, rat and mouse islets of Langerhans to LPS dose-dependently reduced insulin gene expression. This was associated in mouse and rat islets with decreased mRNA expression of two key transcription factors of the insulin gene, PDX-1 (pancreatic duodenal homeobox 1) and MafA (mammalian homologue of avian MafA/L-Maf). LPS repression of insulin, PDX-1 and MafA expression was not observed in islets from TLR4-deficient mice and was completely prevented in rat islets by inhibition of the NF-kB signalling pathway. These results demonstrate that LPS inhibits β-cell gene expression in a TLR4-dependent manner and via NF-kB signaling in pancreatic islets, suggesting a novel mechanism by which the gut microbiota might affect pancreatic β-cell function. Our findings provide a better understanding of the molecular mechanisms underlying insulin gene repression in type 2 diabetes, and suggest potential therapeutic targets that might prevent or delay the decline of β-cell function in the course of type 2 diabetes, which affects more than two million Canadians.