En Amérique du Nord, les maladies chroniques sont en croissance exponentielle et constituent la première cause de décès, suivies de très loin par les accidents et les maladies infectieuses. La littérature s'entend pour affirmer que le stress oxydatif y joue un rôle majeur, ce stress résultant d'un apport insuffisant en antioxydants et/ou d'une exposition trop importante à des facteurs oxydants, deux réalités d'aujourd'hui. Mon projet consistait à vérifier l'impact sur les niveaux de stress oxydatif de sujets obèses d'une supplémentation en micronutriments dont les quantités se situent près des apports nutritionnels recommandés. Les résultats non significatifs obtenus s' ajoutent à de nombreux arguments pour revoir à la hausse les recommandations actuelles en antioxydants et autres micronutriments. Alors que plusieurs auteurs n'y voient aucun bienfait, d'autres sont d' avis que la supplémentation peut significativement diminuer le risque de développer une maladie chronique et critiquent les devis expérimentaux qui mènent à des résultats défavorables.

Les enfants nés très prématurément ne profitent pas du transfert en acide docosahexaénoïque (DHA) maternel normalement actif au troisième trimestre de grossesse. De plus, ils ne peuvent en synthétiser du fait de leur immaturité enzymatique. Plusieurs études ont documenté l'effet de la supplémentation en DHA sur la croissance postnatale pour améliorer la santé et le neurodéveloppement des prématurés. Cependant, les effets du DHA sur la croissance varient en fonction de plusieurs facteurs dont l'âge gestationnel, la dose administrée et la période d'étude. Évaluer l'effet du DHA sur les indicateurs de croissance en période néonatale (de la naissance à la 36ᵉ semaine d'âge post-menstruel (PMA)) des enfants nés prématurément, pourrait aider à mieux apprécier l'impact du DHA dans le processus de prise en charge nutritionnelle de ces enfants. Notre étude est un objectif secondaire de l'essai clinique randomisé MOBYDIck (Maternal Omega-3 Supplementation to Reduce Bronchopulmonary Dysplasia in Very Preterm Infants), conduit dans 16 unités de soins intensifs néonataux au Canada. Elle rapporte principalement les résultats de l'effet de la supplémentation maternelle en DHA administré à forte dose sur le profil de croissance et la vélocité de poids jusqu'à la 36ᵉ semaine d'âge post menstruel des enfants nés prématurément (avant 29 semaines d'âge gestationnel) et allaités. Les 528 enfants issus de 461 mères qui ont contribué à l'essai MOBYDIck ont constitué notre échantillon. Les analyses ont été réalisées à l'aide d'un modèle de régression linéaire utilisant la méthode d'équations d'estimation généralisées. Les résultats ont montré que les filles du groupe DHA avaient un profil de poids et une vitesse de croissance plus élevés que celles du groupe placebo durant la période néonatale. Inversement, chez les garçons du groupe supplémenté en DHA, le profil de poids jusqu'à la 36ᵉ semaine PMA était plus faible que chez ceux du groupe non supplémenté. / Infants born very prematurely do not benefit from the maternal (DHA) docosahexaenoic acid transfer normally active in the third trimester of pregnancy. Moreover, they cannot synthesize it because of their enzymatic immaturity. Several studies have documented the effect of DHA supplementation on postnatal growth to improve preterm health and neurodevelopment. However, the effects of DHA on growth vary depending on several factors including gestational age, dose administered and study period. To evaluate the effect of DHA on growth indicators in the neonatal period (birth to 36 weeks post-menstrual age (PMA)) of infants born very preterm could help to better appreciate the impact of DHA in the nutritional management process of these infants. Our study is a secondary objective of the MOBYDIck (Maternal Omega-3 Supplementation to Reduce Bronchopulmonary Dysplasia in Very Preterm Infants) randomized clinical trial, conducted in 16 neonatal intensive care units in Canada. It mainly reports the results of the effect of high-dose maternal DHA administered supplementation on the growth profile and weight velocity up to 36 weeks postmenstrual age of infants born prematurely (before 29 weeks gestational age) and breastfed. 528 children from 461 mothers who contributed to the MOBYDIck trial constituted our sample. Analyses were performed using a linear regression model with generalized estimating equations. The results showed that females in the DHA group had a higher weight profile and growth velocity than those in the placebo group during the neonatal period. In contrast, males in the DHA-supplemented group had a lower weight profile through 36 weeks PMA than those in the non-supplemented group.

Les enfants nés prématurés ont un déficit en acide docosahexaénoïque (DHA) par rapport à leurs pairs nés à terme, un acide gras oméga-3 accumulé dans le cerveau fœtal principalement durant le dernier trimestre de la grossesse. Le DHA est un constituant des membranes cellulaires cérébrales et influence la signalisation neuronale en augmentant la fluidité membranaire. Ce déficit en DHA chez les enfants nés prématurés pourrait contribuer à un développement cérébral suboptimal avec un impact potentiel sur leurs résultats neurodéveloppementaux. L'objectif est de déterminer si la supplémentation en DHA à haute dose en période néonatale améliore le fonctionnement comportemental à 5ans chez les enfants nés très prématurés. Cette étude est un suivi à 5 ans d'un sous-groupe d'enfants québécois ayant participé à l'essai contrôlé randomisé MOBYDIck, impliquant une supplémentation à haute dose en DHA via le lait maternel. L'évaluation neurodéveloppementale est basée sur des entrevues parentales. La variable principale est le fonctionnement comportemental, évalué par le Score total des difficultés du *Strengths and Difficulties Questionnaire*. Les variables secondaires comprennent le fonctionnement exécutif et le développement global. Les différences moyennes (DM) entre les groupes DHA et placebo ont été estimées avec des modèles linéaires mixtes. Des analyses de sous-groupes ont été menées pour le sexe et l'âge gestationnel à la naissance. Parmi les 177 enfants éligibles, 132 ont complété l'évaluation neurodéveloppementale à 5 ans (DHA, N=64; placebo, N=68). Le Score total des difficultés n'a pas différé entre les groupes DHA et placebo (DM, -0.9 [IC à 95 %, -2.7 à 0.8], P=0.30), ni aucune des variables secondaires. Chez les enfants nés très prématurés, la supplémentation en DHA à haute dose n'a pas amélioré le fonctionnement comportemental à 5 ans. Ces données favoriseront les collaborations internationales, permettant d'évaluer la pertinence de la supplémentation en DHA chez les nourrissons nés prématurés. / Docosahexaenoic acid (DHA) is the most abundant omega-3 fatty acid in the brain and is accumulated bythe fetal brain during the last trimester of pregnancy. Preterm born children have a deficit in DHA compared to their full-term peers. DHA, a constituent of brain cell membranes, influences neuronal signaling by increasing membrane fluidity. Enhanced neuronal signaling could be associated with better neurodevelopmental and neurobehavioral outcomes. The objective of this study was to determine whether high-dose DHA supplementation during the neonatal period, vs. placebo, improved behavioral functioning at 5 years in children born very preterm. This is a follow-up at 5 years of a subgroup of children in the Quebec province who participated in the MOBYDIck trial, a randomized controlled trial of high-dose DHA supplementation vs. placebo through maternal breastmilk. The primary outcome was child behavioral functioning, assessed by the Total Difficulties Score from the Strengths and Difficulties Questionnaire. Secondary outcomes included executive functions and global developmental performance. All neurodevelopmental outcomes were assessed through interviews with parents. Mean differences (MD) between DHA and placebo groups were estimated using mixed linear models. Subgroup analyses were conducted for sex and gestational age (GA) at birth. Among the 177 eligible children, 132 (74.6%) completed neurodevelopmental assessmentat 5 years (DHA, N=64, placebo, N=68). Total Difficulties Score did not differ between the DHA and placebo groups (MD, -0.9 [95% CI, -2.7 to 0.8], P=0.30), nor any of the secondary outcomes. There was no significant interaction between treatment groups and sex, nor GA, for the primary outcome. In very preterm infants, high-dose DHA supplementation did not improve behavioral functioning at 5 years. These data will foster international collaborations, enabling us to assess the relevance of high-dose DHA supplementation in preterm infants.

Les compléments alimentaires à visée oculaire qui envahissent le marché, contiennent dans la majorité des cas des oméga 3, des vitamines, des oligoéléments auxquels sont associés d’autres molécules connues pour leurs propriétés anti-inflammatoires et/ou anti-oxydantes. Néanmoins, à notre connaissance il n’existait pas d’étude portant sur les formes finalisées complexes de ces compléments. Notre projet a donc pour objectif d’évaluer et de caractériser in-vivo et in-vitro l’effet protecteur sur les cellules rétiniennes d’une supplémentation alimentaire à visée oculaire commercialisée en France et en Tunisie. Ce supplément contient des oméga 3, des caroténoïdes, des vitamines, des oligoéléments et du résvératrol. In-vivo, nous avons utilisé un modèle de dégénérescence rétinienne progressive induite par la lumière et in-vitro un modèle de mort des cellules d’épithélium pigmentaire rétinien (ARPE-19) induite par le peroxyde d’hydrogène (H2O2 ).Dans une première étape nous avons mis en évidence que le complément alimentaire protège la fonction (électrorétinographie, ERG) et la structure (histologie et comptage de cellules apoptotiques) de la rétine contre les lésions induites par la lumière et protège lescellules ARPE-19 contre le stress oxydant induit par le H2O2 (MTT). Dans une deuxième étape, nous avons montré qu’une semaine de supplémentation entraîne une modification du contenu en acides gras dans le plasma et les rétines in-vivo, et dans les cellules ARPE919 in-vitro, caractérisée par une augmentation des taux d’EPA et DPA, deux précurseurs de DHA(HPLC). In-vivo, ni la quantité (spectromètre) ni la vitesse de régénération de la rhodopsine (ERG) ne sont affectées. Au cours de l’exposition à la lumière, l’expression des cytokines (milliplex) est orientée vers un profil anti-inflammatoire et l’expression génique (qPCR) d’iPLA2, PPAR-α, Caspase-12 est maintenue élevée tout au long de l’exposition à la lumière cyclique intense chez les animaux supplémentés. En conclusion, nous avons émis l’hypothèse que l’accumulation préférentielle des acides gras polyinsaturés à longue chaine (EPA et DPA) participe à l’effet protecteur du complément alimentaire en permettant 1/ un renouvellement facilité du DHA rétinien et 2/ ainsi le maintien de l’activité d’iPLA 2. Le DHA libéré des membranes activerait les voies de signalisation anti-inflammatoire et anti-oxydante par l’intermédiaire du récepteur nucléaire PPAR-α. / Dietary supplement for ocular purpose have exploded on the market. In most cases, they contain omega 3, vitamins and trace elements associated with molecules known for their anti-inflammatory and/or anti-oxidant proprieties. However, to our knowledge no studies had evaluated dietary supplements on their finalized complex formulation. In this context, the aim of our project was to evaluate and characterize in-vivo and in-vitro the protective effect on retinal cells of a dietary supplement for ocular purpose marketed in France and Tunisia. This dietary supplement contains omega 3, vitamins, trace elements, carotenoids and resveratrol. Therefore, we have used,an in-vivo experimental model of progressive light-induced retinal damage and an in-vitro model of hydrogen peroxide(H2O2 )-induced retinal pigment cells (ARPE-19) death. First, we have demonstrated that the dietary supplement prevented retinal function (electroretinography, ERG) and structure (histology and detection of apoptotic nuclei) from light-induced retinal damage and protects ARPE-19 cells (MTT) from H2O2 induced oxidative stress. Second, we have shown that one-week supplementation induced modifications in retinal (in-vivo), plasma (in-vivo) and ARPE-19 cells (in-vitro) fatty acids contents, characterized by an increase in EPA and DPA contents, the two synthetic precursors of DHA (HPLC). In addition, in-vivo neither rhodopsin content (spectrometer) nor response recovery (ERG) were affected. Furthermore, during light-exposure cytokines expression (milliplex) were oriented towards an anti-inflammatory profile and gene expression (qPCR) of iPLA2, PPAR-α, Caspase-12 was kept high throughout exposure to intense cyclic light in retina of supplemented animals. In conclusion, we hypothesized that preferential accumulation of long-chain polyunsaturated fatty acids (EPA and DPA ) is involved in the protective effect of dietary supplement allowing : 1 / facilitated renewal of retinal DHA and 2 / maintaining of iPLA 2 activity. DHA released from membranes activate the anti- inflammatory and antioxidant signaling pathways via the nuclear receptor PPAR- α.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2018-2019. / Chez l’abeille domestique, il est impératif d’avoir accès à une diversité florale pour combler les besoins en acides aminés essentiels via le pollen. Ainsi, dans les régions où la diversité florale est limitante, certains apiculteurs ont recours à des suppléments protéiques pour éviter les carences. Cependant, il est important et parfois difficile de quantifier les effets de ces produits sur des colonies commerciales. Les objectifs du projet étaient : 1) comparer la santé des colonies d’abeilles supplémentées à celles non supplémentées; 2) comparer deux types de suppléments commerciaux quant à leur taux de consommation et leurs effets sur la santé des colonies; 3) évaluer l’impact du paysage sur le statut nutritionnel des colonies. Cinquante colonies réparties sur trois sites en Montérégie ont été échantillonnées de mai à septembre 2016. Des trappes à pollen ont permis de placer certaines colonies en conditions simulées de manque de pollen. Les résultats démontrent que fournir des suppléments aux colonies en période de pénurie de pollen permet aux abeilles de maintenir leur production de couvain, ainsi qu’un taux de protéines plus élevé. Cependant, les abeilles supplémentées démontrent une longévité réduite, ce qui suggère que les produits testés ne sont pas optimaux. Le supplément Global PattiesMD, contenant du pollen, a été davantage consommé que le Ultra BeeMD, sans pollen. Il semble également convenir mieux aux colonies, les abeilles y étant exposées présentant un effort de récolte de pollen inférieur (lorsque limitées dans leur accès au pollen), un taux de protéines généralement plus élevé par rapport au témoin et une meilleure longévité. Enfin, les ruches du site présentant la plus grande proportion de terres agricoles dans un rayon de 5 km performaient mieux qu’aux autres sites en fin de saison, ce qui pourrait s’expliquer par la présence de certaines plantes nutritionnellement intéressantes retrouvées en milieu agricole. / The honeybees (Apis mellifera L.) must have access to a diversity of pollen sources to meet their nutritional requirements. In regions where floral resources are scarce, beekeepers sometimes provide protein supplements to their colonies to avoid nutritional deficiencies. However, it is important and sometimes difficult to quantify the effects of these products on commercial colonies. The goals of this study were to 1) compare the health of commercial honeybee colonies supplemented or not with a protein supplement, 2) compare the consumption and impact on honey bee health of two commercial protein supplements and 3) evaluate the impact of surrounding landscape on the nutritional status of colonies. Fifty colonies located in three apiaries in Montérégie, Québec, were monitored from May to September 2016. Pollen traps placed certain colonies in simulated pollen shortage conditions. We found that supplemented colonies limited in pollen collection were able to raise the same amount of brood than the control colonies. Nurse bees in supplemented colonies also had a higher body protein content compared to control bees. However, bees of supplemented colonies displayed shorter lifespan, which casts a doubt on the suitability of these products for honey bee nutrition. The supplement containing pollen, Global Patties, was more consumed than the supplement containing no pollen, Ultra Bee. It also seemed more suitable, colonies consuming it displaying a lower pollen foraging effort (in pollen shortage conditions), nurse bees with a higher protein compared to the control and bees with a longer lifespan. Finally, colonies from the apiary surrounded by the highest proportion of cultivated land in a 5-km radius performed better overall compared to the other apiaries toward the end of the season. This could be explained by the presence of nutritionally interesting plants present in the agricultural landscape at that time of the year

Chaque année, l'industrie acéricole produit d'importantes quantités de sous-produits, composés essentiellement de sirops déclassés ne répondant pas aux normes de qualité et de résidus de filtration (appelés « râches ») provenant du processus pour obtenir un sirop d'érable limpide. Par souci de durabilité et d'efficacité économique, il est crucial d'explorer de nouvelles voies pour valoriser ces sous-produits. Parallèlement, l'industrie porcine recherche des solutions pour améliorer la santé de ses porcelets, notamment pendant la période critique du sevrage, marquée par des épisodes diarrhéiques qui entrainent des pertes de poids et des dysbioses, résultant en un retard de croissance. Ainsi, l'objectif de cette thèse est d'explorer le potentiel de valorisation de certains des sous-produits de l'industrie acéricole par le développement de nouveaux produits à haute valeur ajoutée destinés à la nutrition animale. De façon plus spécifique, ce projet de doctorat avait comme objectif de développer et caractériser un produit synbiotique à base de sous-produits de l'érable et d'évaluer son potentiel comme supplément nutritionnel en production porcine. Dans une première partie, nous avons caractérisé les sous-produits acéricoles en analysant leurs propriétés physicochimiques (degré Brix, viscosité, couleur, pH), leur composition chimique (carbohydrates, acides organiques, polyphénols et minéraux) ainsi que leur digestibilité in vitro. D'une part, pour la râche, les analyses physicochimiques ont montré une très grande variabilité entre les échantillons en fonction de l'origine du produit et de la saison. D'autre part, l'analyse des sirops déclassés (filant et bourgeon) a démontré une composition similaire au sirop d'érable standard, avec notamment une teneur élevée en polyphénols et la présence de polysaccharides, suggérant un fort potentiel d'utilisation comme source de molécules prébiotiques. La deuxième partie a portée sur l'évaluation du potentiel probiotique de Bacillus velezensis FZB42 (=DSM 23117) pour l'alimentation animale. La croissance de la souche, sa susceptibilité aux antibiotiques et ses caractéristiques génomiques telles que les gènes de virulence ainsi que sa survie aux conditions physiologiques du tube digestif de porcelet, ont été évalués à l'aide de différentes approches in vitro. Ces résultats ont mis en lumière le potentiel de B. velezensis FZB42 comme souche probiotique pour le développement du produit synbiotique à base de sous-produits de l'érable. Dans la troisième partie de la thèse, nous avons développé, en partenariat avec des chercheurs de l'Université de Sherbrooke, un procédé de fermentation utilisant la souche bactérienne Bacillus velezensis FZB42, en vue de la création du produit synbiotique à base de sous-produits de l'érable. Les conditions optimales de fermentation ont été établies, d'abord en petits volumes, puis validées dans un bioréacteur de 25 litres. Un procédé de séchage par atomisation a ensuite été développé et optimisé pour le conditionnement du produit synbiotique et sa conservation à long terme. Ce synbiotique a par la suite été évalué à l'aide du modèle digestion in vitro TIM-1. Les résultats obtenus ont montré sa capacité de survie en atteignant le côlon. La quatrième et dernière partie de cette étude a consisté en un test in vivo, où des porcelets en post-sevrage ont été nourris avec une moulée additionnée du supplément synbiotique. Les résultats ont démontré une amélioration des performances zootechniques, à savoir, une meilleure croissance, un gain de poids quotidien plus élevé et un ratio nourriture / poids au moins égal à celui obtenu avec les antibiotiques. La supplémentation avec ce synbiotique a entraîné une augmentation des concentrations d'acides gras à chaîne courte dans le côlon. De plus, une modulation positive du microbiote colique a été observée, avec une diminution de la proportion du genre Terrisporobacter et une augmentation de la proportion du genre Streptococcus. En conclusion, les recherches entreprises dans le cadre de cette thèse ont permis de réaliser une caractérisation poussée des sous-produits de l'industrie acéricole et de développer une formule synbiotique à base de ces produits et contenant B. velezensis comme souche probiotique. Ce synbiotique ayant ensuite été consommé par des porcelets en post-sevrage. Ces résultats répondent, non seulement à un enjeu économique et écologique pour l'industrie acéricole par la valorisation des sirops d'érable déclassés et des râches, mais également à un enjeu sanitaire global, en contribuant à la lutte contre la résistance aux antibiotiques. / Every year, the maple syrup industry produces significant quantities of by-products, primarily composed of downgraded syrups that do not meet quality standards and filtration residues (referred to as "râches") from the process to achieve clear maple syrup. For sustainability and economic efficiency, it is crucial to explore new ways to valorize these by-products. Meanwhile, the pork industry is looking for solutions to improve the health of its piglets, especially during the critical weaning period marked by diarrheal episodes that lead to weight loss and dysbiosis, resulting in growth retardation. Thus, the goal of this thesis is to explore the potential for valorizing certain by-products of the maple syrup industry by developing new high-value products for animal nutrition. More specifically, this doctoral project aimed to develop and characterize a synbiotic product based on maple by-products and evaluate its potential as a nutritional supplement in pig production. In the first part, we characterized the maple by-products by analyzing their physicochemical properties (?Brix, viscosity, color, pH), chemical composition (carbohydrates, organic acids, polyphenols, and minerals), and in vitro digestibility. On the one hand, for the « râche », physicochemical analyses showed a great variability among samples depending on the product's origin and season. On the other hand, the analysis of downgraded syrups (ropy and buddy), showed a composition similar to standard maple syrup, notably high in polyphenols and the presence of polysaccharides, suggesting a strong potential for use as a source of prebiotic molecules. The second part focused on evaluating the probiotic potential of Bacillus velezensis FZB42 (=DSM 23117) for animal feed. The strain's growth, antibiotic susceptibility, and genomic characteristics, such as virulence genes, as well as its survival under physiological conditions of the piglet digestive tract, were evaluated using different in vitro approaches. These results highlighted the potential of B. velezensis FZB42 as a probiotic strain for the development of the synbiotic product based on maple by-product. In the third part of the thesis, we developed, in partnership with researchers from the University of Sherbrooke, a fermentation process using the bacterial strain Bacillus velezensis FZB42, aimed at creating the synbiotic product based on maple by-products. Optimal fermentation conditions were established, first in small volumes and validated in a 25-liter bioreactor. Then a spray drying process was developed and optimized for the packaging and long-term preservation of the synbiotic product. Subsequently, this symbiotic was evaluated using the in vitro digestion model TIM-1. The results showed its ability to survive, reaching the colon. The fourth and final part of this study consisted of an in vivo test, in which post-weaning piglets were fed a feed supplemented with the synbiotic. The results demonstrated improved zootechnical performance, namely better growth, higher daily weight gain, and at least an equal feed-to-weight ratio compared to that obtained with antibiotics. Supplementation with this synbiotic led to an increase in short-chain fatty acid concentrations in the colon. Additionally, positive modulation of the colonic microbiota was observed, with a decrease in the proportion of the genus Terrisporobacter and an increase in the proportion of the genus Streptococcus. In conclusion, the research undertaken in this thesis enabled a thorough characterization of the maple syrup industry by-products and the development of a symbiotic formula based on these products and containing B. velezensis as a probiotic strain. This synbiotic was subsequently consumed by post-weaning piglets. These results address not only an economic and ecological challenge for the maple syrup industry by valorizing downgraded syrups and râches but also a global health issue by contributing to the fight against antibiotic resistance.

Tableau d'honneur de la FÉSP / La famille des acides gras oméga-3 à longue chaîne (AGn3-LC) est composée principalement de deux acides gras qui exercent des effets physiologiques connus, soit les acides eicosapentaénoïque (EPA, C20:5n3) et docosahexaénoïque (DHA, C22:6n3). La grande majorité des études cliniques menées jusqu’à maintenant ont observé l’effet d’un supplément alimentaire qui combine l’EPA et le DHA sous différentes formes et proportions. Alors que les études épidémiologiques tendent à montrer un effet protecteur des AGn3-LC sur le risque cardiovasculaire, la plupart des études cliniques qui ont été menées jusqu’à maintenant tendent à montrer un effet neutre de la supplémentation en AGn3-LC sur le risque d’évènements cardiovasculaires. L’utilisation de suppléments d’AGn3-LC en prévention des évènements cardiovasculaires est donc un sujet plutôt controversé à ce jour. De plus en plus d’évidences suggèrent que l’EPA et le DHA exercent des effets différents sur les facteurs de risque cardiovasculaire. Ainsi, la proportion d’EPA et de DHA contenus dans les suppléments utilisés dans les études pourrait en partie expliquer les résultats plutôt neutres observés quant à l’effet des AGn3-LC sur le risque d’évènements cardiovasculaires. De plus, certaines études ont rapporté une importante variabilité dans la réponse aux AGn3-LC, ce qui suggère que la supplémentation en AGn3-LC pourrait être bénéfique seulement chez une certaine proportion d’individus en ce qui concerne la santé cardiovasculaire. L’objectif général de ce doctorat était de comparer les effets de l’EPA et du DHA sur le risque cardiométabolique. Plus spécifiquement, nous avons comparé l’effet de l’EPA et du DHA sur les lipides sanguins, les biomarqueurs inflammatoires, le métabolisme des lipides, l’expression des gènes impliqués dans le métabolisme des lipides, la variabilité inter- et intra-individuelle dans la réponse des triglycérides et du cholestérol dans les lipoprotéines de faible densité (C-LDL), ainsi que les déterminants de la réponse aux AGn3- LC. Ce doctorat a été rendu possible grâce à une étude clinique randomisée en chassé-croisé et à double insu qui a été menée à l’Institut sur la nutrition et les aliments fonctionnels. Un total de 154 participants ont été assignés de façon aléatoire à une séquence de trois phases expérimentales de 10 semaines et séparées par une période libre de 9 semaines. Chaque participant a été supplémenté avec 2,7 g par jour d’EPA, 2,7 g par jour de DHA et 3 g par jour d’huile de maïs à titre de témoin. Les résultats de ce projet de recherche ont permis d’observer que l’EPA et le DHA exerçaient des effets différents sur les lipides sanguins, certains biomarqueurs inflammatoires, l’Indice Oméga-3, le métabolisme de l’apolipoprotéine B100 des LDL et la taille des LDL. Une importante variabilité inter- et intra-individuelle a également été observée dans la réponse des triglycérides et du cholestérol dans les LDL sériques suite à la supplémentation en EPA et en DHA. Les résultats de ce projet de doctorat supportent l’hypothèse que l’EPA et le DHA pourraient exercer des effets différents sur le risque cardiovasculaire. De plus, l’EPA et/ou le DHA pourraient exercer des effets cardioprotecteurs chez certains individus, mais pourraient aussi exercer des effets neutres ou néfastes sur la santé cardiovasculaire. / Most clinical trials to date have used the two main types of long-chain omega-3 polyunsaturated fatty acids (LCn3-PUFAs), docosahexaenoic acid (DHA, C22:6n3) and eicosapentaenoic acid (EPA, C20:5n3) in various forms and proportions. While LCn3-PUFA consumption tends to exert a cardioprotective effect in epidemiological studies, most clinical studies have shown a neutral effect of LCn3-PUFA supplementation on the risk of cardiovascular events and mortality. Thus, the use of LCn3-PUFA to prevent cardiovascular events remains controversial. The inconsistent effect of LCn3-PUFAs on cardiovascular events might be because EPA and DHA have distinct effects on cardiovascular risk. The proportion of EPA and DHA contained in supplements may influence the effects of LCn3-PUFA supplements. Moreover, inter-individual variability in the plasma triglyceride response to LCn3-PUFA supplementation has been fairly well documented in several clinical studies, suggesting that some but not all individuals benefit from DHA and EPA supplementation. The general objective of this thesis was to compare the individual effect of EPA and DHA on cardiometabolic risk. Specifically, we compared the effect of EPA and DHA on blood lipids, markers of inflammation, lipids metabolism, gene expression of lipid metabolism, the inter- and intra-individual variability of triglyceride and lowdensity lipoprotein cholesterol (LDL-C) response as well as the determinants of the response. A randomized controlled crossover and double-blind trial was conducted at the Institute of Nutrition and Functional Foods. A total of 154 participants were randomized to difference sequences of three experimental phases of 10 weeks and separated with 9-week washouts. Each participant was supplemented with 2,7 g per day of EPA, 2,7 g per day of DHA and 3 g per day of corn oil as the control. The results of this study have shown that EPA and DHA exert differential effects on blood lipids, on some inflammation markers, on the Omega-3 Index, on the LDLapolipoproptein B100 metabolism and on LDL particle size. An important inter- and intra-individual variability in the triglyceride and the LDL-C response to EPA and DHA has also been observed. Altogether, these observations support the hypothesis that EPA and DHA may exert differential effects on the risk of cardiovascular events. Moreover, data on the variability in the triglyceride and LDL-C response suggest that some but not all individuals may benefit from DHA and EPA supplementation in terms of cardiovascular prevention.

L'alimentation influence considérablement le microbiote intestinal. Les régimes obésogènes augmentent les bactéries opportunistes, diminuent la diversité bactérienne et perturbent la barrière intestinale, entraînant des réponses inflammatoires dues aux endotoxines. Maintenir l'équilibre du microbiote est vital pour la santé. Les prébiotiques, notamment les oligosaccharides non digestibles et de nouveaux composés comme les polyphénols et les fructooligossacharides de l'*Agave tequilana* (agavines), sont essentiels pour réguler le microbiote. Ainsi, ce projet avait pour objectif principal d'évaluer l'impact de la consommation de polyphénols de canneberge, des agavines et de leur combinaison sur l'inflammation de bas grade et l'endotoxémie métabolique dans un contexte du risque cardiométabolique, tout en explorant leur impact sur la fonction de la barrière intestinale et le microbiote intestinal. Le premier volet du projet, une étude chez des souris nourries à une diète obésogène a révélé que la supplémentation orale en polyphénols de canneberge et en agavines améliore la réponse immunitaire intestinale, la composition du microbiote, la fonction barrière intestinale, l'inflammation et le métabolisme du glucose chez les souris supplémentées aux composés bioactifs. En revanche, une étude clinique menée sur des adultes à risque cardiométabolique n'a pas démontré de modifications significatives des marqueurs de glucose, de l'inflammation de bas grade, de l'endotoxémie métabolique ou du microbiote lors de la comparaison des groupes supplémentés aux différents composés bioactifs. Néanmoins, deux réponses distinctes à la supplémentation ont été observées en classant les participants en deux groupes différents (M1 et M2) selon leurs profils d'acides gras volatils fécaux et de la composition de leur microbiote. Plus particulièrement, le groupe M1 a présenté une augmentation des acides gras à chaîne courte (AGCC) accompagnée d'une diminution des acides gras à chaîne branchée (AGCB) après l'intervention par rapport au groupe M2. Quant au microbiote, le groupe M1 a montré des niveaux nettement plus élevés de *Bacteroides* et de *Ruminococcus* avant l'intervention par rapport groupe M2. Après l'intervention, ce deuxième groupe a été le seul à enregistrer des augmentations significatives de certaines bactéries intestinales, telles que *Bacteroides uniformis*, *Lachnospira NK4A136*, *Oscillibacter* et *Parabacteroides merdae*. Cette étude souligne l'importance de la variabilité individuelle dans la réponse à la supplémentation en polyphénols de canneberges, agavins et leur combinaison. Cela indique que la prise en compte de l'hétérogénéité de la réponse à un traitement est essentielle pour mettre en évidence les effets des interventions nutritionnelles. / Diet significantly influences the intestinal microbiota. Obesogenic diets increase opportunistic bacteria, reduce bacterial diversity, and disrupt the intestinal barrier, leading to inflammatory responses caused by endotoxins. Maintaining the balance of the microbiota is crucial for health. Prebiotics, including non-digestible oligosaccharides and emerging compounds such as polyphenols and fructooligosaccharides from *Agave tequilana* (agavins), are essential for regulating the microbiota. Thus, the primary aim of this project was to evaluate the impact of cranberry polyphenols, agavins, and their combination on low-grade inflammation and metabolic endotoxemia in the context of cardiovascular risk, while exploring their influence on intestinal barrier function and the intestinal microbiota. The initial phase of the project, involving a study on mice fed an obesogenic diet, revealed that oral supplementation of cranberry polyphenols and agavins improved intestinal immune response, microbiota composition, intestinal barrier function, inflammation, and glucose metabolism in mice supplemented with the tested bioactive compounds. However, a clinical study conducted on adults predisposed to metabolic syndrome did not demonstrate significant modifications in glucose markers, low-grade inflammation, metabolic endotoxemia, or microbiota within the entire study cohort. Nevertheless, two distinct responses to supplementation were observed when categorizing participants into two different profiles based on their fecal volatile fatty acid profiles and microbiota composition (M1 and M2). Specifically, the M1 sub-group showed an increase in short-chain fatty acids (SCFA) accompanied by a decrease in branched-chain fatty acids (BCFA) post-intervention compared to M2 sub-group. Regarding the microbiota, the M1 sub-group exhibited markedly higher levels of *Bacteroides* and *Ruminococcus* before the intervention compared to the M2 sub-group. After the intervention, the second group was the only one to record significant increases in certain intestinal bacteria, such as *Bacteroides uniformis*, *Lachnospira NK4A136*, *Oscillibacter and Parabacteroides merdae*. This study emphasizes the importance of individual variability in response to cranberry polyphenols and agavins supplementation. It suggests that considering individual variability is crucial for elucidating the effects of nutritional interventions.

La prééclampsie (PE) est caractérisée par de l’hypertension et de la protéinurie maternelle survenant durant la grossesse. Certaines études ont suggéré que la supplémentation en vitamines (E et C) pourrait diminuer l’incidence de PE. Des échantillons sanguins de femmes avec (n=15) ou sans (n=100) PE, participant à l’étude International Trial of Antioxidants for the Prevention of PE (INTAPP), ont été collectés avant la prise de vitamines, ainsi qu’aux semaines 24 et 32 de la grossesse. Les niveaux de vitames ont été mesurés par HPLC. L’augmentation significative des niveaux d’α-tocophérol et de coenzyme Q10 au cours de la grossesse chez les femmes non supplémentées, avec ou sans PE, pourrait représenter une réponse naturelle effective contre le stress oxydatif. Le ratio abaissé de γ-/α-tocophérol, observé pour la première fois chez des femmes enceintes supplémentées, suggère une augmentation d’α-tocophérol et/ou une diminution de γ-tocophérol causée par une compétition pour l’absorption intestinale des tocophérols. / Preeclampsia (PE) is a syndrome characterized by hypertension and maternal proteinuria during pregnancy. Some studies have suggested that supplementation with vitamins (E and C) could decrease the incidence of PE. Women (n=100) from the International Trial of Antioxidants for the Prevention of PE study were collected at week 12-16 of gestation (prior to vitamins supplementation), then at weeks 24 and 32 of gestation. A second group of 15 preeclamptic women was also selected for this study. Vitamins were determined using high-performance liquid chromatography. The higher α-tocopherol and coenzyme Q10 concentrations during pregnancy in non-supplemented women, with or without PE, could represent a naturally response against oxidative stress in pregnant women. The lower ratio of γ-/α-tocopherol, observed for the first time in supplemented pregnant women, suggest an increase in plasma α-tocopherol due to dietary supplementation and/or a decrease in γ-tocopherol resulting from a competition for the intestinal absorption of tocopherols.

Le vieillissement démographique qui caractérise le Canada engendre une augmentation des maladies liées à l'âge, au premier rang desquelles figurent les démences et la maladie d'Alzheimer, le type le plus fréquent. Des études observationnelles suggèrent que les vitamines antioxydantes affectent le risque de démence; les associations sur les atteintes cognitives sont moins connues. Le présent travail visait à déterminer l'association entre la prise de suppléments de vitamines E et C, et l'incidence de la maladie d'Alzheimer et des atteintes cognitives à partir des données de l'Étude sur la santé et le vieillissement au Canada. Les résultats obtenus révèlent que la prise de suppléments est associée à un risque significativement réduit de maladie d'Alzheimer. Par ailleurs, une association protectrice, à un moindre degré, a été observée entre les suppléments et les atteintes cognitives. Ces résultats appuient l'hypothèse que les vitamines antioxydantes pourraient prévenir le développement des atteintes cognitives précédant la démence.