De nombreuses données indiquent qu’un petit poids à la naissance, résultant en partie d’une sous-nutrition materno-fœtale, est associé à une augmentation de la morbidité et de la mortalité durant la période néonatale, et conduit également à un risque accru de développer à l'âge adulte un syndrome métabolique (diabète de type 2, obésité, hypertension artérielle et dyslipidémie). Les mécanismes de cette programmation prénatale sont encore mal connus et impliqueraient plusieurs molécules et systèmes physiologiques distincts. De nombreuses études suggèrent que le placenta serait impliqué dans la programmations de ces pathologies métaboliques. En effet, celui-ci constitue un organe de communication entre la mère et son fœtus et participe à la régulation de l'homéostasie fœtale. En raison de la proportion croissante de femmes présentant des troubles de la nutrition durant la grossesse et en lien avec leurs répercussions potentielles chez la descendance, il est nécessaire de mieux comprendre les interactions entre l’alimentation maternelle et l’unité fœto-placentaire et d’identifier les mécanismes impliqués dans les altérations de la croissance fœtale. En conséquent, le placenta constitue un organe de choix pour étudier les interactions entre l’alimentation maternelle et le fœtus au cours de la grossesse. Durant cette thèse, nous avons tenté d’identifier de nouvelles voies moléculaires placentaires impliquées dans le contrôle de la croissance fœtale chez le rat, puis d'étudié l'expression de ces facteurs dans des placentas humains provenant de grossesses impliquant des anomalies de la croissance fœtale. Comme la malnutrition maternelle constitue une part importante dans l'étiologie de la restriction de croissance intra-utérine (RCIU), nous avons utilisé un modèle expérimental effectué chez le rat, qui consiste en une réduction (de 50% à 70%) de la ration alimentaire quotidienne maternelle durant la gestation. Ces régimes conduisent à des troubles de la croissance de l'unité fœto-placentaire révélés par des réductions drastiques du poids du placenta et des poids de naissance à terme. Afin d'identifier de nouvelles voies placentaires impliquées dans RCIU, nous avons utilisé deux méthodologies différentes: une approche protéomique et une évaluation de deux protéines récemment caractérisées.Premièrement, nous avons étudié le protéome placentaire chez le rat RCIU provenant de mères dénutris par une analyse protéomique (2D-PAGE et spectrométrie de masse). Cette stratégie nous a permis de découvrir de nouvelles voies modulées par le RCIU et, étonnamment, des modulations importantes ont été observées pour plusieurs protéines mitochondriales, suggérant un effet ciblé de la dénutrition sur ces organites. Par la suite, en utilisant diverses techniques d'analyses moléculaires, protéomiques et fonctionnelles, nous avons montré que ces organites élaborent une réponse adaptative à la restriction alimentaire maternelle qui pourrait avoir des conséquences sur la régulation de la croissance fœtale. Deuxièmement, nous avons étudié deux autres protéines atypiques: le brain-derived neurotrophic factor et l'hormone apéline. Nos résultats suggèrent que ces deux facteurs pourraient être impliqués, au niveau placentaire, dans le contrôle de la croissance fœtale à la fois chez le rat et chez l'homme. En conclusion, comme les techniques cliniques actuelles ne permettent pas de diagnostiquer avec précision un RCIU, nos résultats pourraient permettre une meilleure compréhension de la physiopathologie placentaire et permettre de développer de nouveaux marqueurs de diagnostique et/ou de traitement dans le but d'améliorer la croissance placentaire et fœtale en conditions pathologiques. / Growing evidences indicate that a small birthweight, resulting from maternal malnutrition or others prenatal alterations, is associated with an increased neonatal morbidity and mortality and may lead to higher propensity to develop a metabolic syndrome (including type 2 diabetes, obesity, hypertension and dyslipidemia) in adulthood. However, the physiopathological mechanisms acting in utero on the programming of the offspring's metabolic profile remain confused and may implicate numerous molecules and physiological systems. Several data suggest that the placental alterations may have long-lasting consequences and could thus contribute to the programming of adult metabolic diseases. The placenta is the primary means of communication and nutrient delivery to the fetus and is also involved in fetal homeostasis. Thus, the placenta may constitute an appropriate organ for investigating how differences in maternal food consumption are sensed by the fetus along the pregnancy. Because of the increasing proportion of women eating inadequately during pregnancy and because such nutritional disturbances may have huge repercussions on adult health of the offspring, we urgently have to better understand how the placenta elaborates adaptive responses to maternal food intake modulations. My PhD aimed at identifying new placental pathways implicated in fetal growth restriction in rat, and investigated in human placental samples, the expression of these factors in pregnancies with fetal growth disturbances.As maternal malnutrition constitutes an important part in the etiology of intrauterine growth restriction (IUGR), we used an experimental model performed in rats which consists of a reduction (from 50% to 70%) of the daily maternal food intake during the gestation. These regimens lead to profound growth disturbances of the feto-placental unit revealed by drastic reductions of both placental and birth weights at term. To identify new placental pathways implicated in IUGR, we have used two different strategies: a proteomic approach and the evaluation of two proteins recently characterized in the placenta.First, we investigated the placental proteome in IUGR rats from undernourished mothers using 2D-PAGE electrophoresis and mass spectrometry identification. This strategy allowed the discovery of new pathways modulated by IUGR. Surprisingly, major modulations were observed for several proteins localized in mitochondria, suggesting specific effects of maternal undernutrition on these organelles. Thereafter, using multiple molecular, proteomic and functional analyses, we have shown that these organelles develop adaptive responses to maternal nutrient restriction that may have functional consequences on the regulation of the fetal growth. Secondly, we studied two others atypical proteins: the brain-derived neurotrophic factor and the hormone apelin. Our findings suggest that both of these factors may be implicated in the control of fetal growth at the placental level in rat and putatively in human. As actual clinical methods do not permit to diagnose precisely fetal growth disturbances, our results may permit to better understand the placental physiological pathways implicated during these pathologies and could lead to the development of markers and/or treatments in order to improve both placental functions and fetal growth.

Le concept de DOHaD (Developmental Origins of Health and Disease) postule que les expositions environnementales subies durant la phase de développement (vie fœtale et premières années de la vie) ont des conséquences majeures sur la santé ultérieure. La diminution du poids de naissance est considérée à la fois comme un marqueur de ces agressions subies par le fœtus au cours de la grossesse et comme un indicateur de la santé future de l’enfant. La recherche en épidémiologie sur les effets de la pollution atmosphérique doit faire face au défi de l’évaluation de l’exposition aux polluants atmosphériques.L’objectif général de cette thèse était de caractériser l’effet des polluants atmosphériques sur la croissance fœtale, en améliorant la caractérisation des expositions et le contrôle des biais de confusion potentiels par rapport aux études antérieures.Dans une première partie, nous avons étudié les déterminants socio-économiques de l'exposition à la pollution de l’air ambiant dans l’étude nationale Française ELFE, incluant 18 000 couples mères-enfants. L'exposition maternelle aux particules fines (PM2,5), PM10 et au NO2 a été estimée à l'adresse du domicile à partir de modèles de dispersion avec des résolutions spatiale (1x1 km) et temporelle (données journalières) fines. En France, dans les zones urbaines, les femmes enceintes des quartiers les plus défavorisés étaient les plus exposées à la pollution atmosphérique.La deuxième partie de ce travail a porté sur la caractérisation de l'association entre les niveaux pollution atmosphérique dans l’air extérieur durant la grossesse et le poids de naissance de l’enfant, toujours dans la cohorte ELFE. Une fois les facteurs de confusion pris en compte à l’aide d’un score de propension, nous avons mis en évidence un effet délétère de l’exposition aux particules en suspension dans l’air au cours du troisième trimestre de grossesse sur le poids de naissance.Dans une troisième partie, nous avons comparé différentes approches pour évaluer l'exposition à la pollution atmosphérique chez la femme enceinte, incluant des mesures personnelles, chez 40 femmes de la cohorte SEPAGES-faisabilité. La considération du budget espace-temps ne modifiait que très légèrement les niveaux d’exposition estimés dans l’air extérieur à l’adresse du domicile. En revanche, l’exposition estimée était fortement modifiée par la prise en compte des niveaux de pollution atmosphérique à l’intérieur du domicile, ou quand l’exposition était l’estimée à l’aide de dosimètres personnels.Ceci a justifié, dans une quatrième partie, d’étudier l'association entre l’exposition à la pollution atmosphérique estimée à l'aide de mesures personnelles et le développement du fœtus dans la cohorte grenobloise SEPAGES, incluant 471 triades couples-enfant. L’exposition personnelle aux PM2,5 (n=174, plus nettement au 1er trimestre) et au NO2 (n=327, plus nettement au 3ème trimestre) étaient associées à une diminution du poids de naissance. L’estimation ponctuelle de l’association avec les PM2,5 était bien plus forte que dans la cohorte ELFE.En conclusion, ce travail vient renforcer la littérature sur l’effet délétère de la pollution atmosphérique sur le poids de naissance. Cette thèse, basée sur deux cohortes complémentaires, a également permis d’illustrer le compromis entre biais et variance entre les études s’appuyant sur des modèles d’exposition extérieurs (pouvant être réalisées sur de vastes zones géographiques permettant des effectifs et contrastes d’exposition larges et avec potentiellement des biais de confusion et d’erreur de mesure sur l’exposition importants) et les cohortes s’appuyant sur des dosimètres personnels (généralement conduites sur des zones plus limitées, dans une population plus homogène, avec moins de biais de confusion potentiels et une meilleure estimation de l’exposition). / The concept of DOHaD (Developmental Origins of Health and Disease) postulates that environmental exposures during the development phase (fetal life and early life) would have major consequences on future health. The reduction in birth weight is considered both as a marker of these aggressions suffered by the fetus during pregnancy and as an indicator of the future health of the child. Epidemiological studies of air pollution effect are challenging in terms of exposure assessment to air pollutants.The general objective of this thesis is to characterize the effect of air pollutants on fetal growth by improving the characterization of exposures and the control of potential confounding biases compared to previous studies.In a first part, we studied the socio-economic determinants of exposure to ambient air pollution in the French national ELFE study including 18000 mother-child couple. Maternal exposure to fine particulate (PM2.5), PM10 and NO2 was estimated using a dispersion model which combined a fine spatial (1x1km grid) and temporal (daily data) resolution. In France, in urban areas, pregnant women in the most socially deprived neighborhoods were the most exposed to air pollution.The second part of this work focused on the characterization of the association between maternal exposure to atmospheric pollution (estimated in outdoor air) and birth weight of the child in the ELFE cohort. Once the confounding factors were taken into account using the propensity score, we highlighted a deleterious effect of exposure to particulate matters during the third trimester of pregnancy on birth weight.In a third part, we compared different approaches to assess exposure to air pollution in pregnant women, including personal measures, in 40 women from the SEPAGES-feasibility cohort. Incorporation of space-time activity only slightly modified the estimated exposure levels in outdoor air to the home address. Conversely, exposure estimates were strongly affected by the incorporation of indoor levels of air pollution or when exposures were assessed using personal dosimeters.This justified, in a fourth part, the study of the association between the exposure to air pollution estimated by personal dosimeters and the fetal growth in the SEPAGES cohort including 471 couples-child triads from the Grenoble urban areas. Personal exposures to PM2.5 (n=174, more strongly during the 1st trimester) and to NO2 (n=327, more strongly during the 3rd trimester) were associated to decreases in birth weight. Our estimates of the association with PM2.5 were stronger than estimates from the ELFE cohort.In conclusion, this work comes to reinforce the literature on the deleterious effect of air pollution on birth weight. This thesis, based on two complementary cohorts, has also illustrated the concept of the compromise between bias and variance between studies using outdoor exposure models (which could be performed on large geographical areas allowing larges sample size and exposure contrasts and with possibly confounders and high degree of exposure misclassification) and cohorts using personal dosimeters (generally conducted on small sample size, in more homogeneous population, with less confounders and better estimation of exposure to air pollution).

La grossesse est une période sensible et déterminante pour le développement de l’enfant et l’état de santé à l’âge adulte. L'adaptation biologique et physiologique de l'organisme face à des « stresseurs » physiques et psychosociaux au cours de cette période peut ainsi exercer ses effets à l'âge adulte (et possiblement sur plusieurs générations). Cette toxicité différée suppose intrinsèquement la nécessité d’étudier les conséquences des expositions environnementales au cours de la vie foetale et ce suivant une approche holistique intégrant autant les facteurs de risque à des niveaux micro (caractéristiques individuelles) et macro (expositions physiques externes et contexte psycho-social). Etant donné l’hétérogénéité du territoire breton dans lequel s’inscrit ce travail de thèse, nous avons cherché à explorer l’impact des inégalités sociales et de l’environnement physique (pollution atmosphérique) sur l’issue de la grossesse (croissance foetale et risque de prématurité) indépendamment chez des femmes enceintes résidant dans des zones urbaines et rurales. Ce travail s’est appuyé sur les données issues de la cohorte bretonne mère-enfant PELAGIE, qui a inclus 3421 femmes enceintes entre 2002- 2006. Les paramètres anthropométriques et l’âge gestationnel à la naissance ont été renseignés à l’accouchement par le personnel médical. Le contexte urbain et rural breton a été caractérisé à partir de la définition des unités urbaines de l’INSEE. Les concentrations annuelles de pollution atmosphérique (dioxyde d’azote (NO2)) ont été modélisées à une échelle de 100 m à partir d’un modèle de "land-use regression" développé à l’échelle européenne. Enfin, le niveau socio-économique des IRIS a été estimé à l’aide d’un indice de désavantage social - construit à partir des données du recensement de l’INSEE et dont la validité et l’adaptabilité à des territoires à la fois urbains et ruraux a été examinée au préalable. Nos résultats suggèrent une influence délétère d’un contexte de vie socioéconomique défavorable sur la croissance intra-utérine, spécifiquement chez les femmes résidant en milieu rural. Nous avons également observé une augmentation du risque de prématurité associée à des niveaux > 16.4 μg.m-3 de NO2 dans l’air, à l’inverse, uniquement chez les femmes résidant dans des zones urbaines. Les associations entre l’exposition à la pollution atmosphérique et les marqueurs de la croissance intra-utérine, bien que sexe-spécifiques, ne semblent en revanche pas varier sensiblement suivant le gradient urbain-rural. Ce travail confirme la nécessité d’évaluer l’influence des inégalités sociales et environnementales sur le développement intra-utérin et de considérer l’importance et le rôle du contexte de vie, notamment urbain-rural, dans la formation de ces inégalités. / Pregnancy is a sensitive and critical period for the development of the child and the health of adults-to-be. The biological and physiological adaptation of the body dealing physical and psychosocial stressors during this period may exert its effects in adulthood (and possibly over several generations). This delayed toxicity presupposes intrinsically the need to study the effects of exposure to environmental risk factors during fetal life using a holistic approach involving risk factors at both the micro (individual characteristics) and the macro level (physical and psycho-social context). Given the heterogeneity of the Breton territory in which this work was conducted, we explored whether the impact of social inequalities and the physical environment (air pollution) on birth outcomes (fetal growth and the risk of prematurity) could be modified according to an urban or rural place of residence. This work was based on data collected as part of the Breton mother-child cohort PELAGIE, which had included 3421 pregnant women between 2002- 2006. The anthropometric parameters and gestational age at birth were measured by medical personnel at delivery. We defined urban and rural areas according to the definition of “urban units” from the National Census Bureau (INSEE). The annual concentrations of air pollution (nitrogen dioxide (NO2)) were estimated using a land-use regression modeled at a 100 m scale and developed as part of an European project. Finally, neighbourhood deprivation was estimated using a composite index developed at census blocks level and whose use was legitimated over both urban and rural areas. Neighbourhood deprivation was associated with an increased risk of infants with fetal growth restriction, only for women living in rural areas. We also observed an increased risk of preterm birth associated with NO2 concentrations > 16.4 μg.m-3, only among women residing in urban areas. The associations between air pollution and fetal growth, although sex-specific, did not seem on the other hand, to vary significantly according to the urban-rural spectrum. This work confirms the need to explore the influence of both social and environmental inequalities on intrauterine development, and to assess the role of place-based factors, such as the urban-rural context, in shaping these inequalities.

L’implantation embryonnaire repose sur une synchronisation spatio-temporelle entre un placenta fonctionnel et un endomètre réceptif. La réceptivité endométriale requiert la différenciation des cellules stromales en cellules déciduales sous l’effet des hormones ovariennes (œstrogènes et progestérone). Le placenta est un organe transitoire constitué de deux types cellulaires. Le cytotrophoblaste villeux est responsable des échanges fœtaux maternels et de la fonction endocrine du placenta. Le cytotrophoblaste extravilleux présente des propriétés invasives et assure ainsi l’ancrage du placenta dans l’endomètre maternel. Un dialogue paracrine complexe entre les cellules placentaires et endométriales s’établit au cours des premières étapes de l’implantation.L’adiponectine est une adipokine produite majoritairement par le tissu adipeux. Elle contrôle le métabolisme glucido-lipidique et joue le rôle d’hormone insulino-sensibilisatrice. Dans de nombreux tissus, l’adiponectine exerce des effets anti-prolifératifs, pro-invasifs et pro-différenciants. L’adiponectine et ses récepteurs ADIPOR1 et ADIPOR2 sont présents à l’interface fœto-maternelle. Le placenta et l’endomètre sont donc des tissus cibles de l’adiponectine.Au cours de ce travail, nous nous sommes intéressés aux effets directs de l’adiponectine à l’interface foeto-maternelle au cours du premier trimestre de grossesse.Dans une première partie, nous avons observé que l’adiponectine exerce des effets anti-différenciants et anti-invasifs dans les cellules stromales endométriales.Dans un second temps, nous avons démontré que l’adiponectine favorise la production de glycogène dans les cellules déciduales. Inversement, l’adiponectine semble limiter l’entrée du glycogène dans les cellules placentaires. Ces résultats démontrent que l’adiponectine pourrait contrôler la nutrition histiotrophe du foetus.Dans une dernière partie, nous avons observé que l’adiponectine diminue l’expression des transporteurs de nutriments et exerce une action pro-apoptotique dans le trophoblaste villeux. Ces derniers résultats pourraient permettre de mieux comprendre le rôle de l’adiponectine dans les pathologies placentaires telles que le retard de croissance intra-utérin qui se caractérise par une diminution du poids foetal et une augmentation de l’apoptose des cellules trophoblastiques.L’ensemble de ces résultats montre que l’adiponectine est un acteur clé du dialogue foeto-maternel au cours de la grossesse précoce en contrôlant la maturation d’un endomètre fonctionnel et en régulant les échanges nutritifs transplacentaires. / Embryo implantation requires a spatiotemporal synchronization between a functional placenta and a receptive endometrium. Endometrium receptivity based on the differentiation of stromal cells into decidual cells, under the influence of ovarian hormones (estrogens and progesterone). The placenta is a transient organ composed of two cell types. Villous trophoblast ensures fetal-maternal exchanges and the endocrine functions. Extravillous trophoblast acquire an invasive phenotype resulting in the placenta anchoring in the endometrium. Then, a complexe paracrine dialog between placental cells and endometrial cells is established during the first stages of the embryo implantation.Adiponectin is an adipokine predominantly produced by the adipose tissue. This cytokine has an important role in the control of energy metabolism and displays an insulin-sensitizing action. In some cell types, adiponectin limits proliferation, but promotes invasion and differentiation. Adiponectin and its receptors ADIPOR1 and ADIPOR2, are expressed at the fetal-maternal interface. Thus, endometrium and placenta are adiponectin targets.In this work, we aimed to determine adiponectin direct effects at the human fetal maternal interface during the first trimester of pregnancy.In a first part, we observed that adiponectin limits differentiation and invasion in endometrial stromal cells.In a second part, we showed that adiponectin promotes glycogen production by decidual cells. Conversely, adiponectin seems to limit glycogen uptake by placental cells. These results demonstrate that adiponectin could regulate histiotrophic nutrition to the fetus.In a last part, we demonstrated that adiponectin down-regulates the expression of nutrient transporters and promotes apoptosis in villous trophoblast. These last results could help to better understand the adiponectin roles in some placental pathologies, as intrauterine growth restriction, characterized by a decreased fetal weight and a enhanced trophoblastic apoptosis. Altogether, these results demonstrate that adiponectin is a key regulator of the fetal-maternal dialog by controlling the differentiation of a functional endometrium and by regulating transplacental nutrient exchanges.

GNAS est un locus complexe soumis à l'empreinte parentale. Il code pour cinq transcrits alternatifs dont l’expression est régulée de manière parentale, tissulaire et développementale : la sous-Unité alpha stimulatrice de la protéine G hétérotrimérique (Gαs), XLαs, NESP55, et deux ARNnc, A/B et GNAS-AS1. Gαs est une protéine clé dans la transduction hormonale partageant avec XLαs la capacité de produire l'AMPc intracellulaire après stimulation des récepteurs couplés à Gαs.Dans la première partie de ma thèse, je me suis concentrée sur l'étude du rôle des transcrits de GNAS, en particulier XLαs, dans la croissance fœtale et post-Natale. J’ai profité du modèle unique des pseudohypoparathyroïdies (PHPs), pathologies humaines rare de l’empreinte, causées par des anomalies génétiques ou épigénétiques du locus GNAS altérant le dosage génique des transcrits de GNAS. La croissance anormale est une caractéristique majeure des PHPs.Dans la deuxième partie de ma thèse, j’ai étudié le profil épigénétique du locus GNAS (méthylation de l'ADN et expression des transcrits) dans les cellules souches humaines embryonnaires -HESCs-, dans les cellules pluripotentes induites dérivées à partir de fibroblastes de sujets sains -IPSCs- et dans les cellules redifférenciées en cellules souches neurales et mésenchymateuses. La caractérisation précise du locus humain GNAS en physiologie (cellules souches) et pathologie (PHP) est essentielle pour une meilleure compréhension des processus développementaux importants comme la croissance. L'exploration du phénotype "croissance" de différents types de PHPs a permis de mieux comprendre le rôle des transcrits du locus GNAS dans la physiologie et la physiopathologie. L'analyse de cellules des PHPs a permis de mieux caractériser l’impact des anomalies moléculaires du locus GNAS en pathologie humaine. Les hiPSCs peuvent être un outil utile pour étudier les modifications épigénétiques au niveau du locus GNAS. / GNAS is a complex locus subjected to parental imprinting encoding five parental-, tissue- and developmental-Manner regulated transcripts : the alpha stimulatory subunit of the G protein (Gαs), XLαs, NESP55, and two ncRNAs, A/B and the antisens GNAS-AS1. Gαs is a key protein in hormonal signaling sharing with XLαs the ability to produce intracellular cAMP upon stimulation of Gαs-Coupled receptors. In the first part of my thesis, I focused on studying the role of the GNAS transcripts, particularly XLαs, in fetal and postnatal growth. I took advantage of the unique model of pseudohypoparathyroidism (PHP), a rare human disease, caused by genetic or epigenetic abnormalities at the GNAS locus leading to various combinations of GNAS transcripts alterations. Abnormal growth appears to be a major feature of PHP. In the second part of my thesis, I studied the epigenetic pattern of GNAS (DNA methylation and transcripts expression) in human embryonic stem cells -HESCs-, in induced pluripotent stem cells -IPSCs- derived from fibroblasts from healthy individuals, and in cells re-Differentiated from these stem cells in neuronal and mesenchymal cells. The precise characterization of the human GNAS locus in physiology (stem cells) and pathology (PHP) is critical for a better understanding of major processes like growth. Through exploration of the "growth" phenotype of different groups of PHPs we have participated to the better understanding of the role of the GNAS transcripts in the physiology and pathophysiology. Human iPSCs may be an useful tool to study epigenetic modifications at the GNAS locus.

L'obésité maternelle peut prédisposer aux pathologies métaboliques à l'âge adulte. Une perte de poids préconceptionnelle est recommandée aux femmes obèses, mais ses effets sur la croissance fœto-placentaire et la santé de la descendance adulte sont encore peu connus. Les objectifs de cette thèse étaient d’étudier les effets des trajectoires pondérales maternelles sur le phénotype de la descendance à terme et à l’âge adulte, ainsi que sur l’expression génique. Les descendants de mères obèses présentent une restriction de croissance fœtale, associée à des altérations d’expression des gènes de la machinerie épigénétique dans le foie fœtal et le labyrinthe placentaire. Notre étude souligne la sensibilité particulière de la machinerie d’acétylation des histones au métabolisme maternel. À l'âge adulte, les mâles nés des mères obèses développent une obésité aggravée lorsqu'ils sont exposés à un environnement obésogène. La perte de poids maternelle préconceptionnelle améliore la croissance fœtale et normalise le poids à l’âge adulte. Elle est donc bénéfique pour la descendance. Cependant, certains effets de l’obésité, corrigée par l’intervention nutritionnelle, sont conservés car le poids fœtal et l’expression d’une partie de gènes restent altérés. Ce travail apporte des premiers éléments sur les mécanismes du conditionnement développemental par les trajectoires pondérales maternelles. / Maternal obesity (OB) impacts fetal growth and adult offspring phenotype. It is still unknown whether the currently recommended preconceptional weight loss (WL) for obese women is beneficial for feto-placental growth and adult offspring health. The objectives of this thesis were to assess the effects of maternal weight trajectories on offspring phenotype at term and in adulthood, as well as gene expression in placenta and fetal liver. At E18.5, fetuses from obese females presented a fetal growth restriction (FGR); this FGR was almost completely abolished by maternal WL. Placental and hepatic expression of epigenetic machinery genes was affected by maternal OB, especially the histone acetylation pathway. Maternal WL normalized the expression of only a subset of these genes. Males born to OB mothers gained weight faster under high-fat diet than males born to control mothers; maternal WL rescued this phenotype. These results show that expression of epigenetic machinery genes and in particular histone acetylation regulators, is highly sensitive to maternal obesity. Preconceptional WL alleviates the effects of OB on fetal and adult weight but some effects of obesity cured by nutritional intervention were retained in offspring phenotype at term. This study is an important step toward understanding the mechanisms linking maternal nutrition to fetal growth and adult health.

Les Inuits sont le plus petit groupe autochtone au Canada. Les femmes inuites présentent des risques beaucoup plus élevés d’issues de grossesse défavorables que leurs homologues non autochtones. Quelques études régionales font état d’une mortalité fœtale et infantile bien plus importante chez les Inuits canadiens par rapport aux populations non autochtones. Des facteurs de risque tant au niveau individuel que communautaire peuvent affecter les issues de grossesse inuites. Les relations entre les caractéristiques communautaires et les issues de grossesse inuites sont peu connues. La compréhension des effets des facteurs de risque au niveau communautaire peut être hautement importante pour le développement de programmes de promotion de la santé maternelle et infantile efficaces, destinés à améliorer les issues de grossesse dans les communautés inuites. Dans une étude de cohorte de naissance reposant sur les codes postaux et basée sur les fichiers jumelés des mortinaissances/naissances vivantes/mortalité infantile, pour toutes les naissances survenues au Québec de 1991 à 2000, nous avons évalué les effets des caractéristiques communautaires sur les issues de grossesse inuites. Lorsque cela est approprié et réalisable, des données sur les issues de grossesse d’un autre groupe autochtone majeur, les Premières Nations, sont aussi présentées. Nous avons tout d'abord évalué les disparités et les tendances temporelles dans les issues de grossesse et la mortalité infantile aux niveaux individuel et communautaire chez les Premières Nations et les Inuits par rapport à d'autres populations au Québec. Puis nous avons étudié les tendances temporelles dans les issues de grossesse pour les Inuits, les Premières Nations et les populations non autochtones dans les régions rurales et du nord du Québec. Les travaux concernant les différences entre milieu rural et urbain dans les issues de grossesse chez les peuples autochtones sont limités et contradictoires, c’est pourquoi nous avons examiné les issues de grossesse dans les groupes dont la langue maternelle des femmes est l’inuktitut, une langue les Premières Nations ou le français (langue majoritairement parlée au Québec), en fonction de la résidence rurale ou urbaine au Québec. Finalement, puisqu'il y avait un manque de données sur la sécurité des soins de maternité menés par des sages-femmes dans les communautés éloignées ou autochtones, nous avons examiné les issues de grossesse en fonction du principal type de fournisseur de soins au cours de l'accouchement dans deux groupes de communautés inuites éloignées. Nous avons trouvé d’importantes et persistantes disparités dans la mortalité fœtale et infantile parmi les Premières Nations et les Inuits comparativement à d'autres populations au Québec en se basant sur des évaluations au niveau individuel ou communautaire. Une hausse déconcertante de certains indicateurs de mortalité pour les naissances de femmes dont la langue maternelle est une langue des Premières Nations et l’inuktitut, et pour les femmes résidant dans des communautés peuplées principalement par des individus des Premières Nations et Inuits a été observée, ce qui contraste avec quelques améliorations pour les naissances de femmes dont la langue maternelle est une langue non autochtone et pour les femmes résidant dans des communautés principalement habitées par des personnes non autochtones en zone rurale ou dans le nord du Québec. La vie dans les régions urbaines n'est pas associée à de meilleures issues de grossesse pour les Inuits et les Premières Nations au Québec, malgré la couverture d'assurance maladie universelle. Les risques de mortalité périnatale étaient quelque peu, mais non significativement plus élevés dans les communautés de la Baie d'Hudson où les soins de maternité sont prodigués par des sages-femmes, en comparaison des communautés de la Baie d'Ungava où les soins de maternité sont dispensés par des médecins. Nos résultats sont peu concluants, bien que les résultats excluant les naissances extrêmement prématurées soient plus rassurants concernant la sécurité des soins de maternité dirigés par des sages-femmes dans les communautés autochtones éloignées. Nos résultats indiquent fortement le besoin d’améliorer les conditions socio-économiques, les soins périnataux et infantiles pour les Inuits et les peuples des Premières Nations, et ce quel que soit l’endroit où ils vivent (en zone éloignée au Nord, en milieu rural ou urbain). De nouvelles données de surveillance de routine sont nécessaires pour évaluer la sécurité et améliorer la qualité des soins de maternité fournis par les sages-femmes au Nunavik. / Inuit are the smallest Aboriginal group in Canada. Inuit women are at much higher risks of adverse birth outcomes than their non-indigenous counterparts. Both fetal and infant mortality has been reported to be much higher among Canadian Inuit vs. non-indigenous populations in some regional studies. Both individual and community-level risk factors may affect Inuit birth outcomes. Little is known about the relationships between community characteristics and Inuit birth outcomes. Understanding the effects of community-level risk factors may be critically important for developing effective maternal and infant health promotion programs to improve birth outcomes in Inuit communities. In a postal code linkage-based birth cohort study based on the already linked stillbirth/live birth/infant death data files for all births in Quebec, from 1991 to 2000, we assessed the effects of community characteristics on Inuit birth outcomes. While appropriate and feasible, birth outcomes data on another major Aboriginal group, First Nations, are also presented. We first assessed individual- and community-level disparities and trends in birth outcomes and infant mortality among First Nations and Inuit versus other populations in Quebec. Then we studied trends in Inuit, First Nations and non-Aboriginal birth outcomes in the rural and northern regions of Quebec. Because there is limited and inconsistent evidence concerning rural versus urban differences in birth and infant outcomes for Indigenous peoples, we investigated birth and infant outcomes among Inuit, First Nations and French (the majority in Quebec) mother tongue groups by rural versus urban residence in Quebec. Finally, since there was a lack of data on the safety of midwife-led maternity care in remote or Aboriginal communities, we examined birth outcomes by primary birthing attendant type in two sets of remote Inuit communities. We found large and persistent disparities in fetal and infant mortality among First Nations and Inuit versus other populations in Quebec based on individual- or community-level assessments. There was also a disconcerting rise of some mortality outcomes for births to First Nations and Inuit mother tongue women and to women in predominately First Nations and Inuit communities, in contrast to some improvements for births to non-Aboriginal mother tongue women and to women in predominately non-Aboriginal communities in rural or northern Quebec. Living in urban areas was not associated with better birth and infant outcomes for Inuit and First Nations in Quebec despite universal health insurance coverage. Risks of perinatal death were somewhat but not significantly higher in the Hudson Bay communities with midwife-led maternity care as compared to the Ungava Bay communities with physician-led maternity care. Our findings are inconclusive, although the results excluding extremely preterm births are more reassuring concerning the safety of midwife-led maternity care in remote Aboriginal communities. Our results strongly indicate a need for improved socioeconomic conditions, perinatal and infant care for First Nations and Inuit peoples, no matter where they live (remote northern, rural or urban areas). Further routine surveillance data are needed for assessing the safety and improving the quality of midwife-led maternity care in Nunavik.

Les Inuits sont le plus petit groupe autochtone au Canada. Les femmes inuites présentent des risques beaucoup plus élevés d’issues de grossesse défavorables que leurs homologues non autochtones. Quelques études régionales font état d’une mortalité fœtale et infantile bien plus importante chez les Inuits canadiens par rapport aux populations non autochtones. Des facteurs de risque tant au niveau individuel que communautaire peuvent affecter les issues de grossesse inuites. Les relations entre les caractéristiques communautaires et les issues de grossesse inuites sont peu connues. La compréhension des effets des facteurs de risque au niveau communautaire peut être hautement importante pour le développement de programmes de promotion de la santé maternelle et infantile efficaces, destinés à améliorer les issues de grossesse dans les communautés inuites. Dans une étude de cohorte de naissance reposant sur les codes postaux et basée sur les fichiers jumelés des mortinaissances/naissances vivantes/mortalité infantile, pour toutes les naissances survenues au Québec de 1991 à 2000, nous avons évalué les effets des caractéristiques communautaires sur les issues de grossesse inuites. Lorsque cela est approprié et réalisable, des données sur les issues de grossesse d’un autre groupe autochtone majeur, les Premières Nations, sont aussi présentées. Nous avons tout d'abord évalué les disparités et les tendances temporelles dans les issues de grossesse et la mortalité infantile aux niveaux individuel et communautaire chez les Premières Nations et les Inuits par rapport à d'autres populations au Québec. Puis nous avons étudié les tendances temporelles dans les issues de grossesse pour les Inuits, les Premières Nations et les populations non autochtones dans les régions rurales et du nord du Québec. Les travaux concernant les différences entre milieu rural et urbain dans les issues de grossesse chez les peuples autochtones sont limités et contradictoires, c’est pourquoi nous avons examiné les issues de grossesse dans les groupes dont la langue maternelle des femmes est l’inuktitut, une langue les Premières Nations ou le français (langue majoritairement parlée au Québec), en fonction de la résidence rurale ou urbaine au Québec. Finalement, puisqu'il y avait un manque de données sur la sécurité des soins de maternité menés par des sages-femmes dans les communautés éloignées ou autochtones, nous avons examiné les issues de grossesse en fonction du principal type de fournisseur de soins au cours de l'accouchement dans deux groupes de communautés inuites éloignées. Nous avons trouvé d’importantes et persistantes disparités dans la mortalité fœtale et infantile parmi les Premières Nations et les Inuits comparativement à d'autres populations au Québec en se basant sur des évaluations au niveau individuel ou communautaire. Une hausse déconcertante de certains indicateurs de mortalité pour les naissances de femmes dont la langue maternelle est une langue des Premières Nations et l’inuktitut, et pour les femmes résidant dans des communautés peuplées principalement par des individus des Premières Nations et Inuits a été observée, ce qui contraste avec quelques améliorations pour les naissances de femmes dont la langue maternelle est une langue non autochtone et pour les femmes résidant dans des communautés principalement habitées par des personnes non autochtones en zone rurale ou dans le nord du Québec. La vie dans les régions urbaines n'est pas associée à de meilleures issues de grossesse pour les Inuits et les Premières Nations au Québec, malgré la couverture d'assurance maladie universelle. Les risques de mortalité périnatale étaient quelque peu, mais non significativement plus élevés dans les communautés de la Baie d'Hudson où les soins de maternité sont prodigués par des sages-femmes, en comparaison des communautés de la Baie d'Ungava où les soins de maternité sont dispensés par des médecins. Nos résultats sont peu concluants, bien que les résultats excluant les naissances extrêmement prématurées soient plus rassurants concernant la sécurité des soins de maternité dirigés par des sages-femmes dans les communautés autochtones éloignées. Nos résultats indiquent fortement le besoin d’améliorer les conditions socio-économiques, les soins périnataux et infantiles pour les Inuits et les peuples des Premières Nations, et ce quel que soit l’endroit où ils vivent (en zone éloignée au Nord, en milieu rural ou urbain). De nouvelles données de surveillance de routine sont nécessaires pour évaluer la sécurité et améliorer la qualité des soins de maternité fournis par les sages-femmes au Nunavik. / Inuit are the smallest Aboriginal group in Canada. Inuit women are at much higher risks of adverse birth outcomes than their non-indigenous counterparts. Both fetal and infant mortality has been reported to be much higher among Canadian Inuit vs. non-indigenous populations in some regional studies. Both individual and community-level risk factors may affect Inuit birth outcomes. Little is known about the relationships between community characteristics and Inuit birth outcomes. Understanding the effects of community-level risk factors may be critically important for developing effective maternal and infant health promotion programs to improve birth outcomes in Inuit communities. In a postal code linkage-based birth cohort study based on the already linked stillbirth/live birth/infant death data files for all births in Quebec, from 1991 to 2000, we assessed the effects of community characteristics on Inuit birth outcomes. While appropriate and feasible, birth outcomes data on another major Aboriginal group, First Nations, are also presented. We first assessed individual- and community-level disparities and trends in birth outcomes and infant mortality among First Nations and Inuit versus other populations in Quebec. Then we studied trends in Inuit, First Nations and non-Aboriginal birth outcomes in the rural and northern regions of Quebec. Because there is limited and inconsistent evidence concerning rural versus urban differences in birth and infant outcomes for Indigenous peoples, we investigated birth and infant outcomes among Inuit, First Nations and French (the majority in Quebec) mother tongue groups by rural versus urban residence in Quebec. Finally, since there was a lack of data on the safety of midwife-led maternity care in remote or Aboriginal communities, we examined birth outcomes by primary birthing attendant type in two sets of remote Inuit communities. We found large and persistent disparities in fetal and infant mortality among First Nations and Inuit versus other populations in Quebec based on individual- or community-level assessments. There was also a disconcerting rise of some mortality outcomes for births to First Nations and Inuit mother tongue women and to women in predominately First Nations and Inuit communities, in contrast to some improvements for births to non-Aboriginal mother tongue women and to women in predominately non-Aboriginal communities in rural or northern Quebec. Living in urban areas was not associated with better birth and infant outcomes for Inuit and First Nations in Quebec despite universal health insurance coverage. Risks of perinatal death were somewhat but not significantly higher in the Hudson Bay communities with midwife-led maternity care as compared to the Ungava Bay communities with physician-led maternity care. Our findings are inconclusive, although the results excluding extremely preterm births are more reassuring concerning the safety of midwife-led maternity care in remote Aboriginal communities. Our results strongly indicate a need for improved socioeconomic conditions, perinatal and infant care for First Nations and Inuit peoples, no matter where they live (remote northern, rural or urban areas). Further routine surveillance data are needed for assessing the safety and improving the quality of midwife-led maternity care in Nunavik.

Contexte: Le retard de croissance intra-utérin (RCIU) désigne l’incapacité du fœtus à atteindre son potentiel de croissance déterminé génétiquement en raison de diverses causes. Il est défini le plus souvent par un poids de naissance inférieur au 10ème percentile pour l’âge gestationnel sur les courbes néonatales. Ce travail de thèse a comme objectif de répondre aux questions non-résolues sur la définition et les conséquences du RCIU dans le contexte de la grande prématurité: (1) Quelle est la meilleure définition du RCIU à utiliser pour identifier les enfants à risque ? (2) Quels sont les risques de mortalité et de morbidités néonatales respiratoires et neurologiques associés au RCIU et existe-t-il des interactions avec les pathologies de la grossesse responsables de cette naissance très prématurée ? (3) Quel est l’impact du RCIU sur le devenir neuro-développemental à 2 ans, en particulier chez les enfants nés extrêmement prématurément ? Méthodes: Nous avons utilisé deux sources de données. L’étude MOSAIC (Models for OrganiSing Access to Intensive Care for Very Preterm Babies in Europe) est une étude européenne en population qui porte sur l’ensemble des naissances survenues entre 22 et 31 semaines d’aménorrhée en 2003 dans dix régions européennes. Les enfants ont été suivis jusqu’à la sortie d’hospitalisation (population d’étude : 4525 enfants). La deuxième source est une cohorte d’enfants nés avant 27SA qui ont été hospitalisés dans le service de réanimation néonatale à l'hôpital de Port-Royal de 1999 à 2008 et qui ont eu un examen pédiatrique et une évaluation selon l’échelle de Brunet-Lézine qui inclut quatre domaines du développement global de l’enfant : la motricité globale, la motricité fine, le langage et l’interaction sociale (445 enfants admis, 268 enfants suivis à 2 ans). Résultats: Dans les deux populations, les risques de décès et de dysplasie broncho-pulmonaire étaient plus élevés pour les enfants ayant un poids de naissance <10éme percentile des courbes néonatales, mais également pour des enfants avec un poids plus élevé (entre le 10éme et le 24éme percentile des courbes néonatales ou <10ème percentile des courbes fœtales). Par contre, il n’y avait pas de lien entre les complications neurologiques et le faible poids, ni d’interaction avec les pathologies de la grossesse. Le RCIU était associé à un risque élevé du retard neurocognitif à deux ans d’âge corrigé chez les extrêmes prématurés, surtout dans le domaine de la motricité fine et de l’interaction sociale mais pas dans le domaine du langage et de la motricité globale. Nous n’avons pas trouvé d’association entre le RCIU et le risque d’infirmité motrice cérébrale à deux ans d’âge corrigé. Conclusions: L’utilisation du 10ème percentile des courbes néonatales n’est pas adaptée pour identifier l’impact du RCIU chez les grands prématurés ; l’utilisation de multiples seuils ou de courbes de croissance fœtale est nécessaire. Le RCIU accroit les risques de mortalité et de dysplasie broncho-pulmonaire, mais n’est pas associé aux lésions cérébrales sévères ; ces associations sont observées dans différents contextes périnatals (pathologies vasculaires et infectieuses, et naissances à des âges gestationnels très précoces). Le RCIU représente un facteur pronostic défavorable pour le neuro-développement à moyen terme. Nos résultats soulèvent de nouvelles questions sur le suivi adapté pour les enfants ayant un RCIU après leur sortie de l’hôpital et aussi sur les éventuels mécanismes biologiques pouvant expliquer les liens entre le RCIU avec une morbidité respiratoire et certains domaines du développement neurocognitif à moyen terme. / Background: Intrauterine growth restriction (IUGR) refers to the inability of the fetus to achieve its genetically determined growth potential due to various causes. Most often, it is defined by a birth weight less than the 10th percentile for gestational age using neonatal growth curves. This thesis aims to answer unresolved questions about the definition and consequences of IUGR in the context of very preterm birth: (1) what is the best definition of IUGR for identifying children at risk? (2) What are the risks of mortality and neonatal respiratory and neurological morbidity associated with IUGR and are there interactions with the underlying pregnancy complications responsible for the very preterm birth? (3) What is the impact of IUGR on neurodevelopmental at 2 years, especially for children born extremely preterm ? Methods: We used two data sources. The MOSAIC study (Models for Organising Access to Intensive Care for Very Preterm Babies in Europe) is a European population-based study that included all births occurring between 22 and 31 weeks of gestation in 2003 in ten European regions. The children were followed until hospital discharge (study population = 4525 infants). The second source is a cohort of children born before 27 weeks of GA who were hospitalized in the neonatal intensive care unit at the Port Royal Hospital from 1999 to 2008 and had a pediatric examination and Brunet-Lézine (BL) neurodevelopmental assessment at 2 years of corrected age (445 children in the cohort, 268children followed at 2 years). The BL assessment includes four areas of child development: gross motor, fine motor, language and social interaction skills. Results: In both populations, the risk of death and bronchopulmonary dysplasia were higher for children with a birth weight <10th percentile of neonatal growth curves but also for children with a higher birth weight (between the 10th and the 24th percentile of neonatal growth curves or <10th percentile of fetal growth curves). In contrast, there was no link between neurological complications and low birth weight and no interactions with pregnancy complications. IUGR was associated with neurocognitive delay among extremely preterm children evaluated at two years of corrected age, especially for fine motor and social interaction skills, but not for language and gross motor skills. We did not find any association between IUGR and the risk of cerebral palsy at two years of corrected age. Conclusions: The use of the 10th percentile of neonatal growth curves is not suitable for identifying the impact of IUGR in very preterm infants; using higher thresholds or fetal growth curves is necessary. IUGR increased the risks of mortality and bronchopulmonary dysplasia, but was not associated with severe brain damage; these associations are observed in multiple clinical contexts (vascular and infectious pregnancy complications, and births at very early gestational ages). IUGR is a risk factor for poor medium-term neuro-development. Our results raise new questions about the appropriate surveillance for children with IUGR after discharge from the hospital and also about possible biological mechanisms that could explain the relationship between IUGR and respiratory morbidity and neurocognitive development.