L’obésité est maintenant reconnue comme présentant une inflammation chronique et est caractérisée par une augmentation de l’infiltration de macrophages dans le tissu adipeux. Cette infiltration est réflètée par l’activation du système du complément qui agit comme élément déclencheur et précurseur aux autres fonctions immunitaires. Le C5L2 (C5aR-like receptor 2) a récemment été identifié comme récepteur pour la protéine stimulant l’acylation (ASP) ainsi que pour le facteur inflammatoire C5a (capable quant à lui d’aussi se lier au C5aR). Cette thèse porte sur: (i) l’interaction entre C5L2 et C5aR suite à l’activation de ceux-ci par leurs ligands respectifs dans des lignées cellulaires adipocytaires (3T3-L1) et de macrophages (J774), (ii) la contribution du C5aR au métabolisme et à la réponse immunitaire d’adipocytes provenant de modèles murins et (iii) l’association entre C5L2 et C5aR avec des facteurs reliés à l’obésité chez l’humain. Les récepteurs C5L2 et C5aR s’associent entre-eux de façon constitutive en homo- et hétérodimères et l’ajout de ligand à des cultures d’adipocytes 3T3-L1 ou de macrophages J774 augmente cette colocalisation. Autant l’ASP que le C5a ont réussi à induire une réponse fonctionnelle chez des adipocytes primaires. Lorsque des adipocytes primaires provenaient de souris invalidées pour le C5aR, les effets d’un traitement avec C5a étaient perturbés tandis que les effets médiés par un traitement à l’ASP étaient maintenus. De plus, l’addition de C5a bloquait la signalisation et la réponse fonctionnelle causées par un traitement à l’ASP chez les adipocytes primaires provenant de souris C5aRKO et de type sauvage. Finalement, l’expression des gènes C5L2 et C5aR dans le tissu adipeux de femmes obèses morbides était associée avec une adiposité croissante. De façon interessante, les ratios ASP/C5L2 et C5L2/C5aR augmentaient de façon significative avec l’obésité abdominale. Lorsque pris ensemble, l’interaction fonctionelle, physiologique et la proximité physique des récepteurs C5L2 et C5aR chez les adipocytes suggèrent un rôle potentiel de ceux-ci sur l’immunométabolisme du tissu adipeux. De surcroit, cette interaction met en valeur les liens qui existent entre le tissu adipeux et les protéines et récepteurs du complément tout en démontrant comment une réponse excessive au niveau immuno-métabolique pourrait exacerber le développement du niveau d’adiposité chez l’individu. / From the convergence of metabolism and immune research has emerged a new research field, termed “Immunometabolism”. Obesity, an immunometabolic disease, is associated with a state of low-grade inflammation and is characterized by increased infiltration of macrophages into adipose tissue. Complement activation can act as an early trigger and precursor of other immune functions. C5aR-like receptor 2 (C5L2) has been identified as a receptor for Acylation Stimulating Protein (ASP) and the inflammatory factor C5a (which can also bind C5aR). This thesis sequentially evaluates (i) ligand-induced C5L2 and C5aR interaction in cultured 3T3-L1 adipocytes and J774 macrophages, (ii) the C5aR contribution in adipocyte metabolic and immune responses in mouse models, (iii) as well as C5L2 and C5aR association with obesity-related factors in humans. The immunometabolic receptors, C5L2 and C5aR, constitutively self-associate into homo-/heterodimers and ligand treatment of 3T3-L1 adipocytes and J774 macrophages increased their colocalization. Both C5a and ASP directly induced primary adipocyte signaling and function. However, in C5aRKO primary adipocytes, C5a effects were disrupted, while stimulatory effects of ASP were mostly maintained. Moreover, addition of C5a completely blocked ASP signaling and activity in both C5aRKO and WT primary adipocytes. Finally, C5L2 and C5aR expression in adipose tissue from morbidly obese women was associated with increased adiposity. Interestingly, ASP/C5L2 and C5L2/C5aR ratio markedly increased with abdominal obesity. Taken together, the closely linked physical, functional and physiological interaction between C5L2 and C5aR in adipocytes suggests a potential role in adipose tissue immunometabolism. This further highlights the important new links between adipose tissue and complement proteins/receptors and demonstrates how excessive immunometabolic responses may exacerbate adiposity.

L'obésité, particulièrement l'obésité abdominale, constitue l'un des principaux enjeux socioéconomiques majeurs des prochaines décennies avec l'accroissement de sa prévalence tant dans les pays industrialisés que ceux en développement et par les coûts en soins de santé reliés à ses comorbidités. Cette condition physique est multifactorielle, provenant tant de l'environnement que du comportement et de la génétique. Beaucoup de recherches ont été effectuées ces dernières années pour comprendre et traiter cette condition, cependant aucun traitement pharmacologique n'est parvenu à offrir des résultats satisfaisants pour contrer cette épidémie. Récemment, l'obésité fut caractérisée comme une condition inflammatoire chronique de faible ampleur avec une augmentation des niveaux circulants de cytokines pro-inflammatoires et une élévation de l'infiltration de macrophages dans le tissu adipeux. L'un des premiers mécanismes qui intervient dans l'inflammation est l'activation du système du complément. Ce dernier système est bien caractérisé pour ses implications dans l'immunité acquise et innée de l'organisme, cependant des études récentes suggèrent une dualité dans sa fonction dans le tissu adipeux. Outre ces rôles immunitaires, ce système aurait aussi des fonctions importantes dans le métabolisme énergétique et l'homéostasie de l'organisme. Le facteur le plus connu agissant sur le métabolisme, la protéine stimulant l'acylation ou ASP, est un dérivé de la voie alterne du système du complément qui stimule la synthèse des triglycérides dans le tissu adipeux et favorise le transport du glucose. Les travaux présentés dans cette thèse matérialisent de façon évidente la dualité de fonction du système du complément, spécifiquement la voie alterne. L'implication de l'ASP et de sa voie de signalisation dans l'inflammation chronique rencontrée en obésité ainsi que le rôle d'un nouveau médiateur dans le métabolisme lipidique, nous ouvrent la voie vers de nouvelles avenues de recherche pour comprendre et traiter l'obésité et les pathologies qui lui sont associées.

Les parodontites sont des maladies inflammatoires de nature infectieuse affectant les tissus de soutien de la dent. La présence de bactéries parodontopathogènes dans le sillon gingival représente le facteur étiologique primaire responsable du déclenchement de la parodontite. La réponse immunitaire de l'hôte face à l'agression par ces parodontopathogènes détermine l'évolution de la maladie vers la destruction tissulaire ou la guérison. En effet, la stimulation des cellules immunitaires et mucosales par les bactéries et leurs facteurs de virulence engendre une forte production de médiateurs inflammatoires et de métalloprotéinases matricielles. Ce phénomène a pour conséquence d'activer diverses voies de dégradation tissulaire et osseuse. Le système du complément est l'un des éléments importants de la réaction immunitaire puisqu'il permet l'élimination de microorganismes pathogènes. Pour éviter un effet néfaste du système du complément, les cellules de mammifères expriment à leur surface des protéines régulatrices du complément (CRPs) qui neutralisent les composantes du complément. Le but de cette étude était d'investiguer la capacité des bactéries parodontopathogènes à déjouer le système de défense de l'hôte et/ou de contribuer à l'inflammation et à la destruction tissulaire, en interagissant avec les CRPs. D'une part, nous avons démontré que Porphyromonas gingivalis, une bactérie anaérobie stricte à Gram négatif fortement associée à la parodontite chronique, peut induire le largage de la protéine CD46 de la surface des cellules épithéliales buccales. Une fois détachée des cellules, cette protéine est dégradée par les enzymes protéolytiques sécrétées par P. gingivalis. D'autre part, Fasobacterhim nucleatum, une bactérie cohabitant avec P. gingivalis, a montré une capacité à lier à sa surface la protéine CD46 soluble. F. nucleatum couvert de la protéine CD46 s'est avéré capable d'induire une sécrétion de cytokines proinflammatoires par les cellules épithéliales. Enfin, une stimulation des cellules épithéliales par le lipopolysaccharide des parodontopathogènes a révélé une surexpression des gènes codant pour les CRPs, dont CD46, CD55 et CD59. L'ensemble de ces résultats ont mené à une meilleure compréhension des interactions des interactions des bactéries parodontopathogènes avec le système du complément et des mécanismes contribuant à l'inflammation et à la destruction tissulaire.

Chez le nématode Caenorhabditis elegans (C. elegans), le cofacteur mdt-15, orthologue à Med15 chez le mammifère, est essentiel à l’homéostasie des lipides. Aussi, l’inhibition pharmacologique de l’interaction entre Med15 et le facteur de transcription SREBP améliore le profil lipidique chez des souris obèses. Le foie, organe important du métabolisme énergétique, peut subir des dérèglements lors du vieillissement et dans l’obésité. La modulation des niveaux hépatiques de Med15 dans ces conditions pathologiques est toutefois inconnue. Cette étude visait donc à évaluer l’expression de Med15 au foie dans le vieillissement et l’obésité. Les modèles de vieillissement étaient des souris C57Black/6J (B6), des rats Sprague-Dawley (SD) et des rats Lou (modèle de vieillissement réussi) de différents groupes d’âges et sous diète faible en gras (LFD). MED15 a également été mesuré dans du foie humain provenant de 3 groupes de patients obèses jeunes, d’âge intermédiaire et vieux. Afin de dissocier les effets du vieillissement de ceux de l’obésité, Med15 a été mesuré dans des souris ob/ob ou db/db sous LFD et des souris B6 sous diète riche en gras (HFD) âgées de 4 mois. L’expression de Med15 était diminuée chez les souris B6 et les rats SD âgés mais demeurait stable chez les rats Lou vieux et les patients âgés. Les niveaux de Med15 étaient diminués chez les souris ob/ob et db/db. En revanche, ses niveaux protéiques hépatiques étaient augmentés chez les souris sous HFD. La conclusion générale, tirée des liens établis entre les résultats présentés ici et la littérature, est que l’expression de Med15 serait bénéfique chez un organisme sain mais que sa diminution permettrait de freiner les troubles métaboliques associés au vieillissement et à l’obésité. Des études in vitro et in vivo sur les impacts des variations observées dans cette étude permettraient de caractériser Med15 comme modulateur métabolique chez le mammifère. / In the nematode Caenorhabditis elegans (C. elegans), the mdt-15 cofactor, orthologous to the mammalian Med15, is essential for lipid homeostasis. Furthermore, pharmacological inhibition of the interaction between Med15 and Sterol Regulatory Element Binding Protein (SREBP) transcription factor improves the lipid profile in obese mice. The liver, important organ of energy metabolism, may undergo disorders during aging and in obesity. Modulation of Med15 hepatic levels under these two conditions is however unknown. This study aimed therefore to evaluate hepatic Med15 expression in several aging and obesity models. The aging models were C57Black/6 Jackson (B6) mice, Sprague-Dawley (SD) rats and Lou rats (a successful aging model) in different age groups and under low-fat diet (LFD). MED15 was also measured in human liver from 3 groups of obese young, middle-aged and old patients. In order to dissociate the effects of aging from those of obesity, Med15 expression was measured in 4 months old ob/ob or db/db mice under LFD and B6 mice under high-fat diet (HFD). Med15 expression was decreased in old B6 mice and SD rats but remained stable in old Lou rats and elderly patients. Med15 levels were diminished in ob/ob and db/db mice. However, Med15 protein levels were increased in mice under HFD. The general conclusion, drawn from links established between the results presented here and the literature, is that Med15 expression would be beneficial in a healthy organism but its decrease would curb the metabolic disorders associated with aging and obesity. In vitro and in vivo studies on the impacts of the variations observed in this study would allow for the Med15 characterization as a key metabolic modulator in mammals. / Résumé en espagnol

Les cristaux d'UMS sont connus comme agents étiologiques de la goutte et au cours de l'accès goutteux, le neutrophile est une des premières cellules immunitaires à s'accumuler en grand nombre au site inflammatoire dans les cavités articulaires. Durant l'inflammation, le plasma traverse les vaisseaux sanguins et transporte les protéines vers le site enflammé. Plusieurs protéines plasmatiques peuvent alors servir à recruter le neutrophile, comme les composants du complément (C5a ), les kinines (bradykinine ou agonistes du récepteur B1) et bien d'autres. Au début de l'inflammation, initialement les cristaux interagissent probablement avec le plasma et ses protéines recouvrent les cristaux. Cependant, nous savons que le plasma ayant servi à l'opsonisation des cristaux d'urate monosodique subit des changements conduisant à l'activation du système du complément. Ainsi, les objectifs de ce mémoire étaient de confirmer la libération du facteur C5a et de la bradykinine dans le plasma humain activé par les cristaux d'urate monosodique et de déterminer les effets de ces facteurs plasmatiques sur l'activité du neutrophile. La chimiotaxie a été étudiée en réponse au plasma activé par les cristaux, mettant en évidence la présence de facteurs du complément, en particulier le C5a qui est majoritairement responsable de cette chimiotaxie. Le plasma activé provoque aussi une mobilisation de calcium par l'intermédiaire du C5a et certainement par d'autres facteurs qui ne sont pas encore identifiés. Les résultats obtenus ont aussi montré que l'agoniste du récepteur B1 des kinines induisait la migration des neutrophiles. En revanche, nous n'avons pas réussi à identifier la bradykinine dans le plasma ayant servi à l'opsonisation des cristaux d'UMS. Les résultats de notre travail servirons de base pour des études subséquentes sur le plasma activé par les cristaux d'UMS.