Le développement de l'intolérance au glucose et du diabète de type 2 (DT2) est associé à l'augmentation d'apparition des acides gras non-estérifiés (AGNE) en circulation et à la réduction du stockage des acides gras alimentaires dans les tissus adipeux blancs. Ceci mène à une augmentation des flux lipidiques vers les tissus maigres, conduisant à l'accumulation de métabolites toxiques tels que les glycérolipides, les céramides et les acylcarnitines, qui peuvent induire l'insulino-résistance. D'autre part, le stress du réticulum endoplasmique (RE) est induit suite à une surexposition aux AGNE ainsi qu'une lipogenèse de novo trop active. Cet ouvrage a pour objectif d'étudier les effets d'un traitement au 4phénylbutyrate (4-PBA), un chaperon chimique connu pour augmenter la fonction du RE et prévenir l'induction du stress du RE, sur la sensibilité à l'insuline, la régulation des flux d'AGNE ainsi que leur métabolisme tissulaire. L'hyperinsulinémie, la résistance à l'insuline, l'hypertriglycéridémie et la stéatose hépatique présentes chez les rats sous diète riche en gras et en fructose (high-fat, high-fructose) associé à l'injection d'une petite dose de streptozotocin (rats HFHFS) ne sont pas renversées par le 4-PBA, même si ce traitement réduit la glycémie à jeun tant chez les rats contrôles que les rats diabétiques. Le 4-PBA accélère à la fois l'apparition systémique et la clairance des AGNE. De plus, il normalise l'augmentation du captage fractionnel et le métabolisme non-oxydatif des AGNE par le muscle squelettique. Le 4-PBA augmente l'oxydation hépatique des AGNE et conduit à une augmentation de l'expression génique de Srebpf1 . Les animaux traités présentent une augmentation du captage fractionnel des AGNE par les tissus adipeux sous-cutanés (TASC) malgré que la taille adipocytaire de ce dépôt soit plus importante que celle des animaux contrôles. In vitro, le traitement avec des chaperons chimiques augmente la fonction du RE et inhibe la différenciation des précurseurs adipocytaires. D'autre part, le traitement au 4PBA, mais pas à l'acide tauro-ursodeoxycholique (TUDCA), stimule le captage des acides gras par les adipocytes matures.En dépit de l'amélioration de la glycémie à jeun, le 4-PBA conduit à une augmentation de la lipogenèse hépatique, à l'augmentation des flux systémiques d'AGNE et au remodelage hypertrophique du TASC et n'améliore pas la sensibilité à l'insuline systémique dans un modèle nutritionnel de DT2.

Sur l’île de La Réunion, la prévalence du diabète de type 2 est 3,5 fois plus élevée que celle de la France hexagonale. Parmi les diverses complications qu’engendre le diabète, les AVC qui en résultent sont responsables d’une forte mortalité faisant des maladies cardiovasculaires un problème de santé publique majeur sur l’île. Les AVC ischémiques proviennent de l’occlusion d’une artère cérébrale par un thrombus généré localement ou qui s’est détaché d’une plaque d’athérothrombose généralement localisée au niveau des bifurcations carotidiennes. Les plaques compliquées sont souvent caractérisées par des hémorragies intraplaques, responsables de l’extravasation des cellules sanguines. Différents marqueurs moléculaires, protéiques et physiques peuvent refléter ces processus et renseigner le médecin sur l’instabilité de la plaque du patient. Il est donc important d’étudier ces marqueurs de risque de rupture de plaques carotidiennes chez les patients diabétiques, afin d’en prévenir les complications et la mortalité associée. L’hémorragie intraplaque, notamment pourvoyeuse d’érythrocytes et de neutrophiles libérant leurs contenus cytoplasmiques, participe activement à la déstabilisation de la plaque d’athérothrombose chez le diabétique. Cette thèse a permis l’étude de l’influence de ces marqueurs à travers une étude clinique et de proposer un nouveau concept de phagocytose des érythrocytes glyqués par les cellules endothéliales in vitro. Ainsi, les résultats préliminaires de l’étude clinique nous permettent de supposer que la clairance des globules rouges des patients diabétiques est altérée, ce qui leurs permettraient de résider sur une période plus longue dans les plaques de ces patients. De cette manière, les globules rouges pourraient y être pris en charge par d’autres types cellulaires comme les cellules endothéliales. Nous avons tout d’abord mis au point un modèle de glycation des érythrocytes in vitro reflétant un diabète mal équilibré. Nous avons ensuite mis en évidence que les globules rouges glyqués pouvaient être phagocytés par les cellules endothéliales humaines, conduisant à une prolifération limitée et à la surexpression de l’HO-1. Ces données suggèrent qu’une ingestion des érythrocytes glyqués par les cellules endothéliales pourrait amplifier la déstabilisation des plaques d’athérothrombose carotidiennes des diabétiques. / Type 2 diabetes prevalence in Reunion Island, a French overseas department, is 3.5 higher than in France mainland. Among the various diseases caused by diabetes, stroke induces high mortality making cardiovascular diseases a major public health problem on the island. Ischemic stroke results from a cerebral artery occlusion by a thrombus that is locally produced or has detached from an atherothrombotic plaque usually located at the carotid bifurcations. Complicated plaques can are often characterized by intraplaque hemorrhages, responsible for blood cell extravasation. Several molecular and physical markers can reflect these processes and inform the physician about the instability of the patient's plaque. It is therefore of major importance to study the markers of carotid plaque rupture in diabetic patients in order to prevent complications and associated mortality. Intraplaque hemorrhage, providing erythrocytes and neutrophils releasing their cytoplasmic contents, plays an active role in destabilizing atherothrombotic plaque in diabetic subjects. The objectives of the present thesis were to study these markers in a clinical study and to suggest a new concept of red blood cell phagocytosis by endothelial cells in vitro. According to the first results of the clinical study, we can suggest that in diabetic patients, the clearance of red blood cells is impaired. This prolonged residence of red blood cells in atherosclerotic plaques from diabetic patients. In this way, red blood cells could be phagocytosed by othercell types such as endothelial cells. In this work, we have also set up an in vitro model of erythrocyte glycation that reflects a clinical situation of poorly controlled diabetes. We have demonstrated that glycated red blood cell phagocytosed by human endothelial cells, leading to their limited proliferation and to HO-1 overexpression. These data suggest an ingestion of glycated erythrocytes by endothelial cells may amplify the destabilization of carotid atherothrombotic plaques in diabetics.

La T-cadhérine est un récepteur de l'adiponectine, protéine impliquée dans la physiopathologie du diabète. Dans les études d'association pangénomiques, les polymorphismes du gène de la T-cadhérine (CDH13) sont associés aux variations de concentrations d'adiponectine. Le but de notre étude est d'approfondir les relations entre les polymorphismes de CDH13, l'adiponectine circulante, et le risque de diabète et de ses complications. Nous avons sélectionné deux polymorphismes du gène CDH13. Les génotypages ont été effectués dans plusieurs cohortes : D.E.S.I.R., issue de la population générale française, DIABHYCAR, cohorte de sujets atteints du diabète de type 2, et trois cohortes de patients diabétiques de type 1, GENESIS, GENEDIAB et SURGENE. Dans la population générale, les polymorphismes de CDH13 sont associés à l'indice de masse corporelle, à l'HbA1c, au Fatty Liver Index, indice de stéatose hépatique, et aux concentrations plasmatiques d'adiponectine. Dans une étude cas-contrôle entre D.E.S.I.R. et DIABHYCAR, les polymorphismes sont associés au risque de diabète de type 2. Ces associations pourraient être dues aux effets bénéfiques de l'adiponectine. Dans les cohortes de sujets diabétiques de type 1, GENESIS et GENEDIAB, nous avons observé des associations entre les polymorphismes de CDH13, la prévalence et l'incidence de la néphropathie. L'analyse dans l'étude prospective SURGENE confirme ces associations. Le sens des relations observées dans cette étude est en faveur d'un rôle délétère de l'adiponectine dans la néphropathie diabétique. En conclusion, les associations observées pourraient s'expliquer par des variations d'adiponectinémie et suggérer un lien de causalité. / T-cadherin is a receptor of adiponectin, a protein involved in the pathophysiology of diabetes. In genome-wide association studies, T-cadherin gene (CDH13) polymorphisms are associated with adiponectin concentrations. The aim of our study was to deepen the relationship between polymorphisms of CDH13, plasma adiponectin, and the risk of diabetes and its complications. We selected two polymorphisms in CDH13. Genotyping was performed in D.E.S.I.R., cohort drawn from the French general population, DIABHYCAR (subjects with type 2 diabetes) and three cohorts of patients with type 1 diabetes, GENESIS, GENEDIAB and SURGENE. In the general population, CDH13 polymorphisms were associated with body mass index, HbA1c, Fatty Liver Index, an index of hepatic steatosis, and plasma adiponectin. In a case-control study between D.E.S.I.R. and DIABHYCAR, polymorphisms were associated with the risk of type 2 diabetes. These associations with clinical phenotypes could be due to the beneficial effects of adiponectin. In subjects with type 1 diabetes from GENESIS and GENEDIAB, we observed associations between polymorphisms of CDH13 and the prevalence and the incidence of kidney disease. The analysis in the SURGENE prospective study confirmed these associations. The direction of the relationships observed in this study is in favor of a deleterious role of adiponectin in diabetic nephropathy. In conclusion, these associations may be explained by variations in adiponectin and suggest a causal relationship.

Les dysfonctions cardiovasculaires et cérébrovasculaires constituent une des principales causes de morbidité et de mortalité à l’échelle mondiale. Ce travail s'inscrit clans une logique descriptive à finalité préventive, analysant les différents désordres physiologiques liés au syndrome métabolique (MetS), défini suivant les critères du NCEP, sur un échantillon de plus mille sexagénaires bien portants choisis dans la liste électorale de la ville de Saint-Etienne. A l’issue des différentes évaluations, il ressort que 1) le tour de taille, l'un des composants du MetS, constitue le principal lien d'association indépendant entre le MetS et un témoin de l'inflammation, la protéine c-réactive (CRP) 2) l'index de désaturation nocturne de l’oxyhémoglobine est le principal témoin des interactions entre le MetS et le syndrome d'apnées du sommeil ; 3) la sensibilité du baroréflexe est largement affaiblie par le MetS, et ce en fonction de sa sévérité 4) l'évaluation de la variabilité de la fréquence cardiaque à partir d'enregistrements de 24 heures, reste le meilleur témoin de sa diminution, plus encore chez les femmes ; 5) l'obésité évaluée par le body fat index, nouvel indice créé par notre équipe, explique mieux les associations avec la baisse de l'activité autonomique. Le MetS est un ensemble de facteurs interactifs responsables ou consécutifs aux dysfonctionnements métaboliques multiples. Dans cette optique, c’est souvent leur combinaison qui est le plus redoutable. Notre travail démontre la forte association entre le MetS et l'activité autonomique. Toutes ces observations apportent un complément d'information clans la compréhension des conséquences du MetS chez le sujet âgé / Cardiovascular and metabolic disorders represent today one of the main causes of morbidity and mortality in the world. We analysed different physiologic and metabolic disorders associated to metabolic syndrome, defined by NCEP criteria, within one thousand healthy aged subjects recruited from the electoral list of the town of Saint Etienne. Our main results are that 1) waist circumference presents the strongest relationship between metabolic syndrome and C-reactive protein (CRP), an inflammatory indicator; 2) nocturnal oxyhemoglobin desaturation index is the main marker of the relationship between metabolic syndrome and obstructive sleep apnoea ; 3) baroreflex sensibility is largely altered by the metabolic syndrome, in relation with its severity ; 4) the indices of heart rate variability evaluated by 24-hour ECG monitoring, constitute the best marker of autonomic activity decrease with metabolic syndrome ; 5) obesity, evaluated by Body Fat index, a new rnarker created in our laboratory, presents the best association with autonomic activity decrease. Metabolic syndrome is a cluster of interacting factors responsible of, or consecutive to muItiple metabolic dysfunctions. In that view, the combination of these factors worsens the autonomic nervous system deactivation, particularly in women. Our work demonstrates, globally, a strong degree of implication

De part leur dimension élevée, les données de puces à ADN nécessitent l’application de méthodes statistiques pour en extraire une information pertinente. Dans le cadre de l’étude des différences entre deux agonistes de PPAR (Peroxisome Proliferator-Activated Receptor), nous avons sélectionné trois méthodes de sélection de variables : T-test, Nearest Shrunken Centroids (NSC) et Support Vector Machine – Recursive Feature Elimination. Ces méthodes ont été testées sur des données simulées et sur les données réelles de l’étude PPAR. En parallèle, une nouvelle méthodologie, MetRob, a été développée afin d’améliorer la robustesse ce ces méthodes vis à vis de la variabilité technique des puces à ADN, ainsi que leur reproductibilité. Cette nouvelle méthodologie permet principalement d’améliorer la valeur prédictive positive, c’est-à-dire la confiance accordée aux résultats. La méthode NSC s’est révélée la plus robuste et ce sont donc les résultats de cette méthode, associée à MetRob, qui ont été étudiés d’un point de vue biologique. / The microarray technology provides high dimensional data that need to be statistically treated for extracting relevant information. Within the context of the study of the differences between two PPAR (Peroxisome Proliferator-Activated Receptor) agonists, we selected three feature selection methods : T-test, Nearest Shrunken Centroids (NSC) and Support Vector Machine – Recursive Feature Elimination. These methods were tested on simulated and on real data. At the same time, a new methodology, MetRob, was developed in order to improve the robustness of these methods towards the technical variability of microarrays, as well as their reproducibility. This new methodology mainly improves the positive predictive value, which means the confidence in the results. The NSC method was found to be the most robust. The results of the association of MetRob and NSC were thus studied from a biological point of view.

Le diabète de type 2 est aujourd'hui un réel problème de santé publique mondial. Il résulte d'un défaut de masse et/ou de fonction des cellules bêta pancréatiques. L'identification et la compréhension des mécanismes à l'origine de ces défauts permettrait de développer des stratégies pour restaurer la masse fonctionnelle de cellules bêta. Les hormones glucocorticoïdes (GC), hormones de stress et d'adaptation métaboliques, sont capables d'inhiber la sécrétion d'insuline mais leur mode d'action n'est pas encore entièrement compris. Récemment, la sérotonine, neurotransmetteur présent dans les cellules bêta, a été décrite comme étant à l'origine de l'augmentation de la masse bêta lors de la gestation et d'une modulation de la sécrétion d'insuline chez la souris. Dans ce contexte, nous avons voulu définir si les GC pouvaient moduler le système sérotonine des cellules bêta. Nous nous sommes alors intéressés aux enzymes de synthèse de la sérotonine Tph1 et Tph2. Nous avons pu montrer que l'expression des enzymes Tph1 et Tph2 était inhibée par les GC entrainant une diminution de la synthèse de la sérotonine. Ensuite nous avons confirmé que l'expression de Tph1 et 2 était stimulée par la prolactine mais aussi montré pour la première fois que ces enzymes étaient stimulées par l'exenatide-4, un analogue de GLP-1. Dans ces deux situations stimulantes, nous retrouvons un effet contre-régulateur des GC. Enfin, nous nous sommes intéressés au rôle de la sérotonine sur la fonction des cellules bêta. Nous avons pu mettre en évidence que la sérotonine est capable d'inhiber la sécrétion d'insuline par altération du flux calcique dans la cellule bêta pancréatique. En conclusion, nos résultats montrent que, au sein de la cellule bêta, le système sérotonine est une des cibles des GC, suggérant que la réduction de sérotonine puisse être un relais des effets des GC sur les cellules bêta. / Type 2 diabetes is now a real global public health problem. It results from a defect of mass and / or function of pancreatic beta cells. The identification and understanding of the mechanisms underlying these defects would help develop strategies to restore the functional beta cell mass. Glucocorticoid hormones (GC), hormones of stress and metabolic adaptation, can inhibit insulin secretion but their mode of action is not yet fully understood. Recently, the neurotransmitter serotonin present in the beta cells has been described as involved in the increase in beta-cell mass during gestation and a modulation of the insulin secretion in mice. In this context, we wanted to determine whether GC could modulate the serotonin system of beta cells. We focused on the enzymes required for serotonin synthesis Tph1 and 2. We could show that the expression of Tph1 and Tph2 1 and Tph2 enzyme was inhibited by GC causing a decrease in serotonin synthesis. We then confirmed the expression of Tph1 and 2 was stimulated by prolactin but also showed for the first time that these enzymes were stimulated by exenatide-4, a GLP-1. In these two stimulating situations, we found that GC exerts a counter-regulatory effect. Finally, we studied the role of serotonin on beta cell function. We were able to show that serotonin can inhibit the secretion of insulin by altering the calcium flux in the pancreatic beta cell. In conclusion, our results show that, within the beta cell, the serotonin system is one of GC target, suggesting that serotonin reduction can be a relay of the effects of GC on beta cells.

L’obésité est une pathologie multifactorielle qui contribue au développement de l’insulinorésistance (l’IR). De nos jours, même si de nombreux travaux ont permis de répondre à plusieurs questions relatives à la pathogenèse de l’IR, les mécanismes cellulaires et moléculaires qui sous-tendent la pathogenèse de l’IR ne sont pas encore complètement élucidés chez l’Homme. Deux hypothèses principales se sont dégagées de ces travaux.D’une part, certaines études suggèrent que le défaut primaire à l’origine de l’IR se trouverait au niveau du tissu adipeux, qui en libérant dans la circulation systémique des adipokines, des cytokines inflammatoires et des acides gras contribue au développement d’une inflammation et d’une hyperlipidémie systémique. Ces deux paramètres exercent des effets délétères sur la sensibilité à l’insuline des autres organes comme le muscle et le foie.D’autre part, le muscle étant l’organe gluco-régulateur par excellence en situation postprandiale, d’autres études le place au cœur de la physiopathologie de l’IR.Malgré ces controverses, aucune étude n’a à ce jour exploré simultanément l’inflammation et l’IR systémique /tissulaire dans le muscle et le tissu adipeux chez un même sujet.Dans ce contexte, l’objectif de ce travail de thèse était de mieux comprendre les mécanismes impliqués dans la mise en place de l’IR. Il s’inscrit dans le cadre d’un projet de recherche translationnel, qui compare dans une cohorte de femmes ménopausées, des sujets minces à des sujets obèses de grade I insulinosensibles (OIS) et insulinorésistants (OIR). Plusieurs paramètres systémiques et tissulaires (lipotoxicité, inflammation et activation du récepteur toll like receptor 4 (TLR4)) impliqués dans la physiopathologie de l’IR ont été analysés chez ces sujets.Les résultats de cette étude mettent en avant l’importance de l’activation des voies de l’immunité innée dans la régulation de la sensibilité à l’insuline. Ainsi, alors qu’aucune inflammation systémique n’est détectée, on observe une activation différentielle des voies de signalisation du récepteur TLR4 de l’immunité innée entre le tissu musculaire et le tissu adipeux des sujets OIR. La voie MyD88-dépendante qui est une voie pro-inflammatoire, est activée dans le muscle squelettique de ces sujets et est associée à une IR au sein de ce tissu. A l’inverse, la voie TRIF-dépendante qui est une voie anti-inflammatoire est activée au sein du tissu adipeux et permet le maintien de la sensibilité à l’insuline. Ce maintien de la réponse à l’insuline se fait grâce l’induction du système interféron et de l’enzyme anti-oxydante manganèse superoxyde dismutase (MnSOD).Dans ce travail, nous montrons d’une part, que le défaut de réponse à l’insuline musculaire se trouve au cœur de la physiopathologie de l’IR chez les sujets obèses de grade I. D’autre part, ces résultats mettent en exergue l’importance de la balance de régulation des voies de l’immunité innée « MyD88 » et « TRIF » dans le maintien de la sensibilité à l’insuline. / Obesity is a multifactorial disease promoting the development of insulin resistance (IR). Nowadays, cellular and molecular mechanisms underlying IR pathogenesis in humans are not fully understood although many studies have been attempted to improve our knowledge. Tow hypotheses arose from these researches.On one hand, several studies have led to the idea that a chronic inflammatory state combined with adipose tissue (AT) dysfunction could be the so-called “central mechanism” leading to IR. AT dysfunction is associated with increase in the release of inflammatory adipokines/cytokines and free fatty acid (FFA), leading to systemic inflammation and lipid overload. These latter parameters would have deleterious effects on diverse organs such as muscles and liver by affecting their insulin sensitivityOn the other hand, skeletal muscle (SM) is responsible for 80% of glucose uptake and metabolism in postprandial state and muscle failure in this function is often considered as the first defect causing IR.Interestingly, despite these controversies, in human, insulin sensitivity and the onset of inflammation have so far never been investigated simultaneously at systemic level and locally in SM and AT in the same individual.In this context, the aim of this thesis was to better understand the mechanisms involved in IR development in grade I obese subject. It is based on a translational research project that compares in a cohort of postmenopausal women, lean subjects with grade I obese insulin-sensitive (OIS) and insulin-resistant (OIR) subjects. Several systemic and tissue parameters (lipotoxicity, inflammation and toll like receptor 4 (TLR4) activation), involved in the IR pathophysiology were analyzed in these subjects.Our results highlight the importance of innate immunity pathways activation in the regulation of insulin sensitivity. Thus, while no inflammation was detected at the systemic level, there is a differential activation of innate immune TLR4 signaling pathways between muscle and AT of OIR subjects. The MyD88-dependent pathway, a pro-inflammatory pathway, is activated in their SM and is associated with IR in this tissue. Conversely, the TRIF-dependent pathway which is an anti-inflammatory pathway is activated in the AT thus maintaining insulin sensitivity in this tissue. This is supported by the induction of interferon system and the antioxidant enzyme manganese superoxide dismutase (MnSOD).In this work, we show that SM defect is the central mechanism which determines IR in grade I obese subject. We have also highlighted the importance of regulation of the balance between the two innate immunity pathways "MyD88" and "TRIF" in maintaining insulin sensitivity.

Le tissu adipeux brun (TABr) est devenu ces dix dernières années le centre d’intérêt de nombreux laboratoires en raison de sa capacité à dissiper l’énergie apportée par les substrats sous forme de chaleur. Chez les mammifères, le développement du TABr intervient à la fin de la gestation et devient fonctionnel à la naissance. Sa capacité thermogénique permet aux nouveau-nés de s’adapter face à l'environnement extra-utérin, puis son activité régresse avec l’âge. Ceci suggère que l’environnement intra-utérin joue un rôle important dans la programmation de la physiologie et du métabolisme du TABr. Dans un modèle bien décrit de retard de croissance intra-utérin, qu’est la carence protéique maternelle (CP), la jeune progéniture CP est normoglycémique malgré un défaut de sécrétion de l'insuline mais développe avec l'âge une résistance à l'insuline et une hyperglycémie. Lors de mon arrivée au laboratoire, des résultats suggéraient un rôle du TABr dans les changements dynamiques du profil métabolique de la progéniture CP en fonction de l'âge. En effet, le TABr des rats CP est hyperactif à 3 mois par rapport aux animaux contrôles alors qu’il revient au niveau des contrôles chez la progéniture CP âgée de 18 mois, ce qui corrèle avec l’apparition des troubles métaboliques caractéristiques du diabète de type 2. Durant ma thèse, mon premier objectif a été de démontrer le rôle causal du TABr dans le maintien de l’homéostasie glucidique chez les jeunes animaux CP. Pour ce faire, nous avons exposé au froid de jeunes rats CP pour solliciter leur TABr et nous avons procédé à l’ablation chirurgicale de ce tissu. Nos résultats montrent que la jeune progéniture CP est mieux protégée que les contrôles à une exposition au froid grâce à l’activité thermogénique accrue de leur TABr. / Brown adipose tissue (BAT) has grown over the last ten years into the center of interest for many laboratories due to its capacity to burn energy derived from metabolic substrates into heat. Indeed, in mammals, the development of BAT occurs at the end of gestation to become fully functional at birth. Its thermogenic capacity allows newborns to face extrauterine environment, and thereafter its activity declines with age. This suggests that the intrauterine environment plays an important role in the programming of BAT physiology and metabolism. In a well-known model of intrauterine growth retardation (IUGR), the maternal protein restriction model (called LP for low protein), the young LP progeny is normoglycemic despite an insulin secretion defect but develops insulin resistance and hyperglycemia with age. When I started my thesis work, available results in the laboratory suggested a role of BAT in the dynamic changes of the LP progeny metabolic profile according to the age. Indeed, BAT of young LP rats is hyperactive at 3 months compared to controls while this activity drops back to control levels in old 18-months LP progeny, consistent with the appearance of a type 2 diabetic phenotype. During my thesis, the first objective was to search for the causal role of BAT in the maintenance of glucose homeostasis in young LP progeny. Using a first strategy, we exposed young LP progeny to a cold challenge to activate their BAT. In a second approach, we performed surgical ablation of their BAT. Our results show that young LP progeny is more protected against a cold challenge than controls, due to the high thermogenic capacity of their BAT. However, BAT ablation induces hyperglycemia in young LP animals showing that this tissue is required to maintain their normoglycemia. This work, published in Diabetes in March 2017, suggests that a deleterious fetal environment could reprogram BAT metabolism. The second objective of my thesis was to identify the molecular mechanisms allowing the maintenance of active BAT in young LP progeny. To do so, we compared two models of BAT activation, ie our LP model and a well-known model of BAT activation with an agonist of β-3 adrenergic receptors. In both cases, when BAT is active, we observed a global increase in microRNA (miRNA) expression associated to augmented miRNA machinery expression, and in particular AGO2 expression. Interestingly, when BAT is inactive in old LP animals, miRNA expression and miRNA machinery expression return to control levels. While activation of mature brown adipocytes in vitro leads to an increase in AGO2 protein expression, partial deletion of this protein is sufficient to decrease the thermogenic activity of these cells. Collectively our data suggest that AGO2 and increased miRNA expression contribute to BAT activation. The manuscript concerning this research is in the review process at Molecular Metabolism. In the third part of my PhD research efforts, I have found that in the BAT of young LP progeny several miRNAs are robustly downregulated. We have focused on let-7cp and miR-22-3p, which have the most severe decrease in expression. Our key finding is that these two miRNAs act synergistically to hinder mature brown adipocyte thermogenic activity. This work is in the process of being finalized for publication. In conclusion, during my PhD training I have revealed several novel findings, which lead to a better understanding of BAT physiology and its dysregulation in situations eventuating in perturbed glucose homeostasis. While additional efforts are certainly needed, these contributions advance our vision to leverage BAT as a promising target for the prevention and/or treatment of metabolic perturbations associated to obesity and type 2 diabetes.

Nous avons montré que malgré d'importantes améliorations survenues depuis 2001, la maladie rénale chronique reste fréquente et fortement sous-estimée chez les patients diabétiques de type 2, du fait du dosage insuffisant d'albuminurie. Nous avons également montré qu'au stade tardif, près d'un tiers des patients (30%), en particulier diabétiques de type 2 (32%), démarrent le traitement de suppléance en urgence, et que l'augmentation de l'incidence de l'insuffisance rénale chronique terminale en France, est exclusivement attribuée à la part liée au diabète type 2. Ces résultats suggèrent que davantage d'efforts de sensibilisation des patients diabétiques de type 2 et des médecins pour (i) améliorer le dépistage, (ii) renforcer le contrôle de la pression artérielle et la réduction de l'albuminurie pathologique, (iii) et une meilleure préparation des patients à la dialyse. Bien qu'il soit connu que les patients diabétiques de type 2, en particulier âgés, soient moins souvent inscrits sur la liste d'attente de greffe rénale par rapport aux patients non diabétiques, il apparaît in fine à l'issue de ce travail, qu'une fois inscrit, ce n'est pas le diabète en lui-même qui constitue un facteur de risque élevé de décès ou de retrait de liste et d'échecs post-greffe rénale, mais plutôt l'impact des comorbidités cardiovasculaires préexistantes et d'une longue durée de dialyse. Accélérer l'accès à la greffe rénale aux patients, non pas exclusivement diabétiques de type 2, mais plutôt atteints de comorbidités cardiovasculaires, en les priorisant, leur octroieraient un bénéfice certain de survie en terme de réduction du risque d'échecs en liste d'attente et post-greffe rénale. / We have shown that chronic kidney disease (CKD) is frequently seen in patients with type 2 diabetes and is likely to be underestimated because albuminuria screening remains inadequate, despite significant improvements since 2001. We also showed that at of end stage renal disease, almost a third of patients (30%), especially those with type 2 diabetes (32%), starting dialysis or kidney transplantation (KTx) on an emergency basis. The skyrocketing incidence of ESRD observed in France, especially in elderly patients, is exclusively due to an actual increase in that related to type 2 diabetes. These findings suggest that further efforts are needed to raise patients with type 2 and doctor awareness on the issue of (i) CKD screening, (ii) blood pressure and elevated albuminuria control and (iii) predialysis care. Although patients with type 2 diabetes, especially elderly, were less likely to be wait-listed for KTx than their counterparts without diabetes, ultimately, once registered, type 2 diabetes per se was not associated with death or delisting after adjustment for other factors, and death or kidney failure after KTx. Pre-existing cardiovascular comorbidities, regardless of their link to diabetes, and a long-term dialysis appear to be the major predictors of death or delisting. Improving access to KTx, not only to patients with type 2 diabetes, but also with cardiovascular comorbidities, by giving them some priorities, would enhance survival benefit by reducing the risk of failures on waiting list and after KTx.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.