L’impact biologique exact des acides gras trans (TFA) sur la santé globale n’est toujours pas clair. Actuellement, il y a deux sources principales de TFA : 1- ceux qui se produisent naturellement dans les produits laitiers et de viande à la suite de la biohydrogénation chez les ruminants (R-TFA) et 2-ceux formés par des procédés industriels (I-TFA). Les I-TFA ont des effets néfastes sur le risque cardiovasculaire (CV), la résistance à l’insuline et le diabète de type 2. Cependant, les résultats actuels suggèrent que les R-TFA peuvent avoir des effets bénéfiques sur les facteurs de risque du diabète. À ce jour, peu d’études animales ont été menées à l’aide de R-TFA. Ces études suggèrent des mécanismes d’action potentiels qui peuvent expliquer les effets de la R-TFA sur le diabète de type 2 : diminution de l’inflammation, modification des niveaux d’expression génique et diminution de la graisse hépatique. L’objectif de cette étude était de développer une formulation qui pourrait encapsuler des R-TFA de manière isolée sans les autres constituants du lait. Pour ce faire, une stratégie de formulation visant à obtenir des solutions de TFA stables, solubles dans l’eau et biodisponibles ont été développées. Dans un premier temps, nous avons développé des formulations encapsulant les TFA dans des nanovésicules de 100 nm en moyenne. Nos résultats démontrent que ces formulations sont stables physiquement et chimiquement pendant une semaine. Dans un deuxième temps, nous avons administré ces formulations contenant les TFA aux animaux, par gavage. Les résultats obtenus démontrent que nos formulations assurent la biodisponibilité des TFA, sans moduler les concentrations plasmatiques d’autres acides gras. Enfin, nous avons démontré la versatilité de cette technique en coencapsulant des TFA avec d’autres molécules hydrophiles et hydrophobes telles que la vitamine D3 et la L-leucine. Ces résultats démontrent l’intérêt de l’utilisation de nanovésicules en sciences des aliments pour l’encapsulation de composés non solubles dans l’eau. In fine, ces formulations représentent une base solide pour mener à bien les études in vivo futures et comprendre les effets réels des R-TFA sur le DT2 et ses facteurs de risques.

La maladie d’Alzheimer (MA) est la démence la plus répandue dans le monde. Les deux marqueurs histopathologiques de la MA sont les plaques amyloïdes, formées d'agrégats du peptide bêta-amyloïde, et les enchevêtrements neurofibrillaires, composés de la protéine Tau anormalement hyperphosphorylée. La pathologie Tau a un rôle important dans la maladie puisque son étendue corrèle avec le degré du déficit cognitif des patients. La majorité des cas de MA est d’origine sporadique dont les causes demeurent encore méconnues; elles semblent être multifactorielles, avec des facteurs externes, biologiques et/ou génétiques qui accélèrent la manifestation de la maladie. Des études épidémiologiques ont démontré que le statut métabolique des individus au cours de leur vie influence le risque de MA. En effet, des altérations métaboliques comme un diabète de type 2 (DT2) ou une obésité sont reconnus comme facteurs de risque de la MA. Or, le nombre de cas de DT2 et d’obésité est en pleine croissance à cause de la sédentarisation des populations, ce qui suggère que l’incidence de la MA pourrait suivre cette inquiétante augmentation. Il est donc indispensable de mieux comprendre l’impact de ces altérations métaboliques sur la MA afin d’espérer ralentir son évolution. De nombreuses études ont évalué l’impact du DT2 et de l’obésité sur la pathologie amyloïde in vivo, mais les études sur la pathogenèse de Tau sont plus rares et présentent une importante divergence des résultats. Dans ce contexte, notre hypothèse est que le diabète et de l’obésité peuvent promouvoir la pathologie Tau in vivo. Notre 1e objectif était donc d’examiner la phosphorylation de la protéine Tau dans deux modèles murins qui développent spontanément une obésité et un DT2 : les souris ob/ob et db/db. Une hyperphosphorylation de Tau est observée dans le cerveau des deux modèles, principalement due à une hypothermie. En effet, ces souris sont hypothermiques et la normothermie restaure une phosphorylation de Tau semblable aux souris contrôles. Comme la caféine s'est révélée bénéfique pour le diabète, l'obésité et la phosphorylation de Tau, nous l'avons utilisé comme traitement thérapeutique chez les souris ob/ob. Cependant, la consommation de caféine chronique a exacerbé l'hyperphosphorylation de Tau en favorisant une hypothermie plus profonde. Notre 2e objectif était d’évaluer l’impact du DT2 et de l’obésité sur pathogenèse de Tau dans des conditions plus proches de la pathologie humaine. Pour cela, nous avons nourri des souris hTau, exprimant la protéine Tau humaine, avec des régimes riches en graisses, cholestérol et/ou sucre, reconnus pour induire l’obésité et le DT2 chez l’humain. D'autre part, la restriction calorique et l'exercice physique ont été caractérisés pour réduire l'incidence et l’évolution des troubles métaboliques ainsi que la MA. Nous avons évalué leur impact sur la pathologie Tau chez ces souris obèses comme stratégies thérapeutiques. Nous n'avons trouvé aucun effet du gras, du sucre et du cholestérol, même combinés, sur la phosphorylation, l'O-GlcNAcylation, l'épissage, le clivage et l'agrégation de Tau, suggérant que leur surconsommation n’aggrave pas la pathologie Tau chez ces souris. De plus, nous avons observé un effet bénéfique de l'exercice sur la phosphorylation Tau et un effet délétère de la restriction calorique sur l'agrégation de Tau chez les souris hTau obèses. Enfin, notre 3e objectif était d’explorer les effets d’une déficience en insuline sur la pathologie Tau chez les souris hTau par injection de streptozotocine, une toxine qui détruit les cellules productrices d'insuline. Les souris hypoinsulinémiques présentent une hyperphosphorylation de Tau dans le cerveau sans agrégation, par inhibition de PP2A, la phosphatase majeur de Tau. L’ensemble de ces résultats suggère que i) les perturbations métaboliques peuvent induire l'hyperphosphorylation de Tau de manière indirecte, en perturbant la thermorégulation; ii) les régimes hypercaloriques ne semblent pas modifier l'homéostasie de Tau en conditions strictement contrôlées; iii) la déficience en insuline peut induire l'hyperphosphorylation de Tau sans pour autant conduire à son agrégation. Nous révélons également que les stratégies utilisées pour réduire la MA doivent être adapté avec le statut métabolique des patients pour éviter l'exacerbation des diverses neuropathologies de la MA. Ces données se confrontent à certains travaux publiés et montrent que les relations entre le métabolisme et la MA peuvent être moins directes que pensées. Ce travail pose des bases de rigueur et de méthodologie qui pourrait contribuer à éviter certains biais pour les études futures. / Alzheimer's disease (AD) is the leading form of dementia worldwide. The two histopathological markers of AD are senile plaques composed of amyloid- peptide, and neurofibrillary tangles of abnormally hyperphosphorylated Tau protein. Tau pathology is important since it correlates with the degree of cognitive impairment in AD patients. The majority of AD cases are of sporadic form whose causes are still unknown; it seems to be multifactorial, with external, biological and/or genetic, which accelerate the manifestation of the disease. Epidemiological studies have shown that metabolic status of individuals during their life strongly increases the risk of developing AD. Indeed, metabolic disorders such as type 2 diabetes (T2D) or obesity are described as risk factors for AD. New cases of T2D and obesity is increasing because of people sedentarization, suggesting that the incidence of AD cases could follow this worrying growth. Therefore, it is essential to better understand the impact of these metabolic disorders on AD. Many studies have evaluated the impact of T2D and obesity in vivo on amyloid pathology, but there are fewer studies on the pathogenesis of Tau and they exhibit some discrepencies between results. In this context, our hypothesis is that diabetes and obesity could promote Tau pathology in vivo. Our first aim was thus to evaluate the phosphorylation of Tau protein in two mouse models that spontaneously develop obesity and DT2: the ob/ob and db/db mice. Significant hyperphosphorylation of Tau was observed in the brain of these two models, mainly due to hypothermia. Indeed, ob/ob and db/db mice were hypothermic and normothermia restored Tau phosphorylation similar to control levels. As caffeine has been shown to be beneficial for diabetes, obesity and Tau phosphorylation, we used it as a therapeutic treatment in ob/ob mice. Unexpectedly, chronic caffeine consumption exacerbated Tau hyperphosphorylation in ob/ob mice by promoting deeper hypothermia. Then, our second aim was to assess the impact of T2D and obesity on Tau pathogenesis in conditions closer to human pathology. For this purpose, we fed hTau mice, expressing the human Tau protein, with high-fat, high-cholesterol and/or high-sugar diets, described to induce obesity and DT2 in humans. On the other hand, caloric restriction and physical activity have been characterized to reduce the incidence and outcome of metabolic disorders as well as AD. We evaluated their impact on Tau pathology in obese hTau mice as therapeutic strategies. Surprisingly, we found no effect of fat, sugar and cholesterol, even combined, on Tau phosphorylation, O-GlcNAcylation, splicing, cleavage and aggregation, suggesting that their overconsumption does not worsen Tau pathology in these mice. Moreover, we observed a beneficial effect of exercise on Tau phosphorylation and a deleterious effect of caloric restriction on Tau aggregation in obese hTau mice. Finally, our last aim was to examin the effects of insulin deficiency on Tau pathology in hTau mice using streptozotocin injection, a toxin that destroys insulin producing cells. Hypoinsulinemic mice exhibited Tau hyperphosphorylation in the brain without aggregation through inhibition of PP2A, the main Tau phosphatase. All these results suggest that i) metabolic alterations can induce Tau hyperphosphorylation indirectly, by disrupting thermoregulation; ii) hypercaloric diets do not appear to modify Tau homeostasis under strictly controlled conditions; iii) insulin deficiency may induce Tau hyperphosphorylation without, however, leading to its aggregation. We also revealed that the strategies used to reduce AD have to be adapted to the meatbolic status of patients to avoid the exacerbation of some neuropathologies of AD. These data object to some published research and show that the relationship between metabolism and AD may be less direct than thought. This work establishes a basis of rigor and methodology, which could help to avoid some biases for future studies.

Introduction : Le risque de dépression est plus élevé parmi les personnes atteintes de diabète de type 2 et la dépression est associée à une évolution du diabète défavorable, une mauvaise adhésion aux recommandations des cliniciens et un risque accru de complications et de décès. Objectifs : Dans une cohorte de personnes assurées par le régime général d’assurance médicaments (RGAM) du Québec nouvellement traitées avec des antidiabétiques oraux (ADO), les objectifs étaient de : (1) estimer le taux d’incidence de la dépression dans la période 2000-2008 et identifier les facteurs associés à la dépression ; (2) mesurer l’association entre la dépression et la non-adhésion au traitement antidiabétique et identifier les facteurs associés à la non-adhésion ; (3) mesurer l’association entre la dépression et la non-persistance au traitement antidiabétique et identifier les facteurs associés à la non-persistance. Méthode : Nous avons identifié une cohorte de nouveaux utilisateurs d’ADO âgés de 18 ou plus entre 2000 et 2006. Pour l’objectif 1, nous avons suivi les patients du début du traitement antidiabétique jusqu’au diagnostic de dépression, à l’inadmissibilité au RGAM, au décès ou à la fin de l’étude. Nous avons calculé les taux d’incidence de la dépression et analysé les facteurs associés à la dépression en utilisant des analyses de régression de Cox multivariée. Pour l’objectif 2, nous avons effectué un appariement sur la distribution des temps de diagnostic de dépression des patients ayant la dépression et attribué une date fictive de dépression aux individus sans dépression. La non-adhésion était mesurée dans l’année suivant le diagnostic de dépression (réel ou attribué). Afin d’estimer l’association entre la dépression et la non-adhésion et les facteurs associés à la non-adhésion, nous avons utilisé des régressions logistiques multivariées. Pour l’objectif 3, nous avons suivi les patients du début du traitement antidiabétique jusqu’à l’arrêt, à l’inadmissibilité au RGAM, le décès ou la fin de l’étude. Nous avons utilisé des modèles de régression de Cox afin de calculer les rapports de hasard ajustés (RHA) de non-persistance et les facteurs associés à la non-persistance chez les patients ayant la dépression. Résultats : Objectif 1 : nous avons identifié 114 366 nouveaux utilisateurs d’ADO, dont 4808 ayant un diagnostic de dépression. Le taux global d’incidence de la dépression était de 9,47/1000 personnes-années (PA) (10,72/1000 PA pour les femmes et 8,27/1000 PA pour les hommes). L’incidence de la dépression était plus élevée au cours de l’année suivant le début du traitement antidiabétique. Avoir eu d’autres troubles mentaux, des hospitalisations, un grand nombre de médicaments réclamés et de médecins visités au cours de l’année précédant le début du traitement antidiabétique sont tous des facteurs indépendamment associés à la dépression. Objectif 2 : nous avons identifié 3106 nouveaux utilisateurs d’ADO avec et 70 633 sans un diagnostic de dépression. La dépression était associée à la non-adhésion au traitement antidiabétique avec un rapport de cote ajusté de 1,24 (intervalle de confiance [IC] à 95 % : 1,13-1,37). La non-adhésion de base, le jeune âge, ajouter un antidiabétique au traitement initial, avoir réclamé moins de 4 médicaments ou avoir visité plusieurs médecins différents dans l’année précédant le début du traitement antidiabétique, avoir un statut socio-économique élevé et un faible nombre de complications du diabète sont des variables associées à la non-adhésion. Objectif 3 : le RHA de non-persistance aux médicaments antidiabétiques entre patients ayant et n’ayant pas la dépression était de 1,52 (IC à 95 % : 1,41 à 1,63). Parmi les patients ayant la dépression, les facteurs associés à la non-persistance incluent l’amorce d’un traitement antidiabétique en jeune âge (< 45 ans) et avec des médicaments autres que la metformine (surtout une polythérapie incluant l’insuline). Conclusions : L’incidence de la dépression diagnostiquée au Québec est plus élevée pendant la première année suivant le début du traitement antidiabétique et les sujets à risque plus élevé de faire une dépression sont les femmes, les patients commençant leur traitement en jeune âge, ceux ayant un statut socio-économique bas et ceux ayant des antécédents d’anxiété ou de démence. La dépression est un facteur de risque indépendant pour la non-adhésion et la non-persistance au traitement antidiabétique. Les patients atteints de diabète de type 2 et de dépression pourraient donc bénéficier d’un suivi étroit et des interventions ciblées pouvant aider à améliorer l’adhésion aux médicaments antidiabétiques. / Introduction: The risk of depression is higher among people with type 2 diabetes and depression has been associated with a worse course of diabetes, poor adherence to clinical recommendations regarding diet, sports activity and adherence to antidiabetic drug therapy, poor glycemic control and an increased risk of complications and mortality. Objectives: In a cohort of individuals insured under the public drug plan in Quebec and newly treated with oral antidiabetic drugs (OADs), the objectives were to: (1) estimate the incidence rate of depression in the period 2000–2008 and identify factors associated with the occurrence of depression; (2) measure the association between depression and antidiabetic drugs (ADs) non-adherence and to identify factors associated with non-adherence; (3) measure the association between depression and non-persistence with antidiabetic drug (AD) treatment and to identify factors associated with non-persistence. Methods: We used the public drug insurance plan administrative data to identify a cohort of new users of OADs aged 18 and above between 2000 and 2006. For the objective 1, we followed the patients from the initiation of antidiabetic drug treatment until the diagnosis of depression, the loss of eligibility for the public drug plan, the death or the end of the study. We calculated incidence rates of depression and analyzed the factors associated with depression using a multivariate Cox regression analysis. For the objective 2, we carried out depression diagnosis-time distribution matching by assigning a date of depression diagnosis to the individuals without depression. Non-adherence was calculated during the year following depression diagnosis (real or assigned). To estimate the association between depression and ADs non-adherence we used multivariate logistic regression. We analyzed the factors associated with non-adherence among the patients with depression using univariate and multivariate logistic regressions. For the objective 3, we followed the patients from AD initiation until either discontinuation, ineligibility for the public drug plan, death, or the end of the study. We used regression analyses to model Cox proportional hazards with depression as a time-dependent variable to calculate adjusted hazard ratios (AHR) of non-persistence. Cox regression models were used to identify factors associated with non-persistence among the patients with depression. Results: Objective 1: We identified 114,366 new OADs users, of which 4808 had a diagnosis of depression. The overall incidence rates of depression were 9.47/1000 person-years (PY) (10.72/1000 PA for women and 8.27/1,000 PA for men). The incidence of depression was higher in the year following OAD treatment initiation. Independent factors associated with depression included having had mental disorders other than depression, hospitalizations, a higher number of different drugs taken and of physicians visited during the year before OAD initiation. Objective 2: after applying the exclusion criteria, we identified 3106 new OADs users with a diagnosis of depression and 70,633 without a diagnosis of depression. Among patients with depression, 52.0% were considered non-adherent to AD treatment in the year after OAD treatment initiation. Depression was associated with non-adherence with ADs after adjustment for baseline adherence and other confounders with an adjusted odds ratio of 1.24 (95% confidence interval [CI]: 1.13 -1.37). Baseline non-adherence, younger age, adding an AD to the initial treatment, having claimed fewer than 4 drugs, visiting several different doctors, having a high socio-economic status and a low number of diabetes-related complications were all the variables that were associated with non-adherence to ADs. Objective 3: during the follow-up, a greater proportion of patients with depression compared to those without depression (55.4% and 42.5%, respectively) discontinued their AD treatment. The AHR of non-persistence with ADs was 1.52 (95% CI: 1.41 to 1.63). Among patients with depression, the independent factors associated with non-persistence include starting an AD treatment in younger age (< 45 years) and starting the treatment with ADs other than metformin. Conclusions: The incidence of depression diagnosed in Quebec is higher during the first year following the start of diabetes treatment and the subjects being at higher risk for depression are women, patients starting a treatment with OADs in younger age, those with a low socio-economic status and those with a history of anxiety or dementia. Depression is an independent risk factor for ADs non-adherence and non-persistence. Patients with type 2 diabetes and depression could benefit from close monitoring and targeted interventions aiming at improving adherence to ADs.

L’obésité abdominale est un facteur de risque des maladies cardiovasculaires et englobe le tissu adipeux viscéral (TAV) et le tissu adipeux sous-cutané (TASC). Une augmentation de TAV est associée à une diminution de la variabilité de la fréquence cardiaque, représentant l’équilibre du système nerveux autonome, ainsi qu’à une augmentation des risques d’évènements cardiovasculaires. Par contre, l’impact d’une augmentation du TASC sur la variabilité de la fréquence cardiaque n’est pas documenté. La rosiglitazone, un antidiabétique oral, entraine une augmentation du poids corporel préférentiellement au niveau du TASC et de la rétention hydrosodée. Suite au traitement à la rosiglitazone pendant 12 mois, nous avons observé une augmentation du TASC. Cette augmentation de TASC n’influençait pas la variabilité de la fréquence cardiaque chez des patients diabétiques de type 2 avec pontage aorto-coronarien. Ces observations renforcent le fait que la prise de TASC n’est pas délétère pour la variabilité de la fréquence cardiaque contrairement au TAV. / Abdominal obesity is a risk factor for cardiovascular disease, which includes visceral adipose tissue (VAT) and subcutaneous adipose tissue (SAT). An increase in VAT is associated with decreased heart rate variability, representing the balance of the cardiac autonomic nervous system, as well as an increased risk of cardiovascular events. Also, the effect of an increase in SAT on heart rate variability is not documented. Rosiglitazone, an oral antidiabetic, induce an increase in body weight preferentially by increasing body water and SAT. Following treatment with rosiglitazone for 12 months, we observed an increase in SAT. This increase in SAT did not influence heart rate variability in patients with type 2 diabetes after coronary artery bypass surgery. These data suggest that an increase in SAT has no impact on heart rate variability in contrast to VAT.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2008-2009 / Les travaux de maîtrise présentés dans ce mémoire ont permis d'évaluer le métabolisme in vivo de la protéine C-réactive (CRP) chez des patients diabétiques de type 2, en réponse à un traitement avec le fenofibrate ou l'atorvastatin, ce qui n'avait jamais encore été fait. Cela a permis d'identifier avec une relativement bonne certitude le mécanisme par lequel les concentrations plasmatiques de CRP sont réduites suite à un traitement avec une statine ou un fibrate. Ces travaux suggèrent donc qu'une baisse de production endogène du CRP, et non une augmentation de sa clairance, soit responsable des réductions plasmatiques de CRP. De plus, nos observations supp~rtent une association entre une réduction des concentrations plasmatiques de CRP et une amélioration du contrôle glycémique, ce qui renforcit l'importance de l'inflammation dans le développement du diabète de type 2 et de ses complications. D'autres études sont nécessaires afin de valider ces données.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2012-2013. / Les femmes avec un antécédent de diabète gestationnel (DbG) présentent un risque accru de diabète de type 2 (DbT2). Cependant, après leur grossesse, une proportion importante de ces femmes n'adopte pas un mode de vie sain et leur suivi médical est inadéquat. L'objectif de ce mémoire visait d'une part à identifier un outil de dépistage postgrossesse efficace pour détecter les anomalies du métabolisme du glucose chez ces femmes et d'autre part à qualifier leur mode de vie en période postgrossesse et la relation avec les complications métaboliques associées au DbT2. Les résultats démontrent qu'en période postgrossesse, la combinaison de l'hémoglobine A1C et de la circonférence de la taille représente un test sensible pour dépister les anomalies du métabolisme du glucose chez ces femmes. De plus, la majorité de ces femmes n'adopte pas les mesures préventives recommandées et présentent des profils anthropométriques et métaboliques altérés comparativement à celles qui les adoptent.

Au Québec, plus de 880 000 personnes sont diabétiques et 250 000 ne le savent pas encore. L'adoption de saines habitudes de vie, comme la pratique de l'activité physique (AP) sur une base régulière et constante, contribue de façon importante à réduire la prévalence du diabète de type 2 et ses complications. L'idée d'origine du projet de recherche vient d'un patient inscrit au Groupe de médecine familiale universitaire (GMF-U) Quatre-Bourgeois. Il nous propose d'ajouter cet outil technologique pour suivre de façon plus objective l'AP chez les patients diabétiques. À notre connaissance, il n'y a aucune étude qui documente l'utilisation d'un appareil de monitorage pour augmenter la motivation à pratiquer de l'AP chez les patients diabétiques en soins primaires. En revanche, certaines études montrent des difficultés lors de l'implantation d'une telle technologie dans un contexte réel de soins. Les objectifs de l'étude étaient d'évaluer l'impact du port d'un appareil portatif de monitorage sur l'AP et sur le profil cardiométabolique de patients diabétiques de type 2 et d'évaluer la faisabilité de l'implantation en première ligne. La méthodologie employée pour cette étude consiste en un essai contrôlé randomisé pilote de 3 mois auprès de 30 patients diabétiques de type 2 suivis par des professionnels de la santé du GMF-U Quatre-Bourgeois. Les patients ont été assignés au hasard à l'une de ces deux conditions : suivi courant, comprenant une intervention de promotion de l'AP soutenue par un kinésiologue du centre de recherche de l'Institut universitaire de cardiologie et de pneumologie de Québec (CRIUCPQ) ou suivi intervention qui consiste au suivi courant avec l'ajout de l'appareil portatif de monitorage de l'AP (montre Fitbit Charge HR). Les variables de risque cardiométabolique, l'AP et la motivation ont été mesurées au début de l'étude et après trois mois. Nos résultats suggèrent que l'utilisation d'un appareil portatif de monitorage améliore le profil cardiométabolique des patients diabétiques et est une bonne source de motivation pour augmenter l'AP. Son implantation en première ligne est faisable. / In Quebec, over 880 000 people live with diabetes and 250 000 are not aware of it. The adoption of healthy lifestyle habits, such as the practice of physical activity on a regular and constant basis, contributes to significantly reduce the prevalence of type 2 diabetes and its complications. The origin of the present project came from a patient in the GMF-U Quatre-Bourgeois who proposed adding an activity tracker to more objectively follow physical activity in patients with type 2 diabetes. To the best of our knowledge, there is no study documenting the use of portable monitoring device to increase motivation for physical activity in patients with type 2 diabetes in primary care setting. Some studies suggest difficulties when implementing technology in a real-life setting. The aims of this study were to evaluate the impact of an activity tracker on physical activity and cardiometabolic risk variables in patients with type 2 diabetes and to assess implementation feasibility of such a program in a primary care setting. This 3-month study was a pilot randomized controlled trial of 30 patients with type 2 diabetes followed at a university-affiliated Family Medicine Group. Patients were randomly assigned to either: the control group, including a physical activity promotion intervention supported by a kinesiologist, or the intervention group, including a physical activity promotion intervention supported by a kinesiologist with the addition of an activity tracker (Fitbit Charge HR). Cardiometabolic risk variables, physical activity and motivation were assessed at baseline and after three months. Our results suggest that the use of an activity tracker improves some cardiometabolic risk variables in patients with type 2 diabetes and could potentially be a motivation tool to increase physical activity in primary care setting. The implementatation in primary care is feasible.

La fibrillation auriculaire représente la forme la plus commune d'arythmie cardiaque. Il a été démontré que les acides gras oméga 3 possèdent un effet protecteur au niveau des arythmies ventriculaires. Toutefois, très peu d'études, et pour la plupart très récentes, se sont attardées aux effets de ces acides gras sur les arythmies supraventriculaires. Un premier projet a donc porté sur l'étude des effets des acides gras oméga 3 quant à l'induction de la fibrillation auriculaire chez le chien, en plus d'analyser les niveaux d'expression de protéines formant les jonctions gap. Le diabète constitue un facteur prédisposant pour la fibrillation auriculaire. Dans un second projet, certains paramètres cliniques et des prélèvements d'oreillettes humaines ont été étudiés afin de vérifier si des différences électrophysiologiques étaient présentes entre des patients diabétiques de type 2 et des patients non diabétiques. Les potentiels d'action et les niveaux d'expression de certaines protéines ont été analysés.

Le complexe 1 de la Ser/Thr kinase mTOR (mammalian Target Of Rapamycin) (mTORC1), son médiateur en aval, S6K1, (p70 S6 kinase) et RSK (p90 ribosomal S6 kinase) sont des régulateurs clés de la signalisation de l’insuline et du métabolisme énergétique. La voie mTORC1/S6K contrôle la prolifération, la croissance cellulaire, la synthèse protéique, la lipogenèse, la biogenèse mitochondriale et inhibe l’autophagie. L’une des particularités importantes de cette voie de signalisation est l’intégration de différents signaux tels les facteurs de croissance, le statut énergétique, l’oxygène et les nutriments. Ainsi, la voie mTORC1/S6K1 est suractivée par l’excès de nutriments et ses kinases sont bien connues pour être suractivées dans l'obésité. De plus, RSK est une kinase en aval de la voie des MAPK (mitogen-activated protein kinase) et est connue pour réguler la prolifération, la croissance cellulaire et activer la voie mTORC1. Parmi les activateurs de RSK, on retrouve l’insuline et l’hyperglycémie. Ainsi, mTORC1/S6K1 et RSK sont impliquées dans le développement de la résistance à l’insuline, de l’obésité et du diabète de type 2. Dans une première étude publiée dans la revue Diabetologia, nous avons évalué l’impact de l’inhibition pharmacologique de S6K1 par le PF-4708671 sur la résistance à l’insuline et le métabolisme énergétique. Pour ce faire, nous avons utilisé des myotubes (L6) et des hépatocytes (FAO) en culture et montrés que l’inhibition de S6K1 augmente le captage de glucose musculaire et diminue la production hépatique de glucose. Par la suite, nous avons utilisé un modèle de souris obèse induit par une diète riche en gras afin d’évaluer le potentiel thérapeutique de l’inhibition pharmacologique de S6K1. Ces études nous ont permis de montrer que l’utilisation d’un inhibiteur pharmacologique de S6K1 améliore la tolérance au glucose et la phosphorylation d’Akt. Mécanistiquement, nous avons démontré dans un 2ième temps que le PF inhibe non seulement l’activité de S6K1, mais inhibe aussi l’activité du complexe I mitochondrial causant une augmentation de l’activité de l’AMPK (AMP activated protein kinase) et une inhibition de l’ACC (acetyl-CoA carboxylase). Parallèlement, nous avons montré dans une 3e étude, publiée dans J. Biol. Chem., que l'inhibition de RSK1 par l’inhibiteur pharmacologique (BI-D1870) ou d’un mutant RSK1 dominant négatif (DN-RSK1), diminue la phosphorylation d’IRS-1 sur la S1101. Par ailleurs, l’expression du DN-RSK1 augmente l’action de l’insuline sur le transport du glucose musculaire et la production de glucose hépatique. Ainsi, nous avons montré que RSK1 est un nouveau régulateur de la signalisation de l’insuline en phosphorylant la S1101 d’IRS-1. Nous proposons ainsi que l’inhibition de S6K1 et de RSK1 sont des approches thérapeutiques potentielles afin de traiter la résistance à l’insuline et le diabète de type 2. Mots clés : mTORC1, S6K1, RSK, MAPK, résistance à l’insuline, obésité, PF-4708671 / The Ser/Thr kinase mTOR complex 1 (mammalian Target Of Rapamycin) (mTORC1), his downstream effectors S6K1 (p70 ribosomal S6 kinase) and RSK (p90 ribosomal S6 kinase) are key regulators of insulin signaling and energy metabolism. The mTORC1/S6K1 pathway regulates cellular proliferation, growth, protein synthesis, lipogenesis, mitochondrial biogenesis, insulin signaling and inhibits autophagy. One of the most important roles of this signaling pathway is to integrate differents signals such as growth factors, energy status, oxygen, and nutrients. Thus, the mTORC1/S6K1 pathway is overactivated by nutrient excess conditions such as obesity. In addition, RSK is a downstream kinase of MAPK (mitogen-activated protein kinase) and it is also known to regulates cell proliferation, growth and to activate the mTORC1 pathway. Insulin and hyperglycemia are known to be among RSK activators. Therefore, mTORC1/S6K1 and RSK are involved in insulin resistance, obesity and type 2 diabetes. In a first study published in Diabetologia journal, we evaluated the effect of S6K1 inhibition with a selective S6K1 inhibitor, PF-4708671, on insulin resistance and energy metabolism. We used myotubes (L6) and hepatocytes (FAO) and observed that S6K1 inhibition increases glucose uptake in muscle and decrease glucose production in hepatocytes. In both cell type, S6K1 inhibition increases insulin-stimulating Akt phosphorylation. In addition, we treated obese mice fed high-fat diet for 1-week with S6K1 inhibitor. Mice treated with PF-4708671 have improved glucose tolerance and insulin-stimulating Akt phosphorylation in muscle, adipose tissue, and liver compared to obese mice treated with vehicle. Mechanistically, we showed in a 2nd study that this inhibitor inhibits S6K1 activity but also mitochondrial complex 1 which is associated with an increase in AMPK activation. Along with this study, we showed in a 3rd study published in J. Biol. Chem., that RSK1 phosphorylates directly IRS-1 on Ser1101 and RSK inhibition, by using either a RSK inhibitor (BI-D1870) or dominant-negative RSK1, improves insulin stimulating Akt phosphorylation as well as increasing glucose uptake in myotubes and inhibiting hepatic glucose production in vitro. Therefore, we demonstrated that RSK is a novel regulator of insulin signaling by phosphorylation Ser1101 of IRS-1. In conclusion, we are proposing that S6K1 inhibition and RSK1 inhibition are potential therapeutics targets to treat insulin resistance and type 2 diabetes. Keywords : mTORC1, S6K1, RSK, MAPK, insulin resistance, obesity, PF-470867

Les études épidémiologiques rapportent qu’une consommation adéquate de produits laitiers pourrait diminuer l’incidence du diabète de type 2 (DT2), une maladie chronique qui devrait concerner 10,8 % des Canadiens d’ici 2020. Bien que les mécanismes à l’origine de cette association demeurent inconnus, il a été suggéré que les produits laitiers pourraient diminuer l’inflammation systémique chronique, un facteur de risque du DT2. Toutefois, les produits laitiers ont un effet variable sur les marqueurs inflammatoires dans les études cliniques. L’effet des produits laitiers peut être influencé par le statut inflammatoire des individus, mais aussi par la composition en nutriments des différents produits laitiers. Les produits laitiers contiennent des protéines, des acides aminés et des acides gras, notamment des acides gras trans naturels, dont l’effet sur l’inflammation est méconnu. De plus, il a été démontré que les nutriments laitiers pouvaient réguler l’expression des gènes inflammatoires. Néanmoins, une approche mécanistique est nécessaire afin d’élucider le rôle des produits laitiers sur l’inflammation dans le but de prévenir l’apparition du DT2. Dans ce contexte, nous avons émis l’hypothèse que l’effet des produits laitiers sur l’inflammation était influencé par le statut inflammatoire des individus et par la composition en macronutriments des produits laitiers. L’objectif général des travaux présentés dans cette thèse était donc d’évaluer la contribution de ces deux facteurs sur l’inflammation. Dans un premier temps, nous avons eu accès aux données alimentaires, anthropométriques et biochimiques de deux cohortes de participants recrutés dans la région de la ville de Québec. Les résultats nous montrent que la consommation de produits laitiers est inversement corrélée à la glycémie et à la tension artérielle chez les individus en santé. Cette consommation est également faiblement corrélée à la concentration de protéine C-réactive (CRP), mais ne corrèle pas avec les autres marqueurs inflammatoires (facteur de nécrose tumorale alpha (TNF-α) et interleukine 6 (IL-6)). De plus, les concentrations dans les phospholipides plasmatiques des acides gras trans retrouvés spécifiquement dans la matière grasse laitière sont associées à la consommation de produits laitiers riches en gras, ainsi qu’à un taux d’adiponectine et à une tension artérielle plus favorables. Dans un deuxième temps, nous avons développé des modèles cellulaires avec ou sans induction de l’inflammation au TNF-α, afin d’identifier les nutriments laitiers bioactifs. Les cellules ont été incubées pendant 24 heures avec des acides gras trans laitiers, des protéines ou des acides aminés, seuls ou en combinaisons. Les acides gras trans et les composés protéiques influencent peu les gènes inflammatoires dans les cellules saines. En revanche, lorsque les cellules sont stimulées avec du TNF-α pour induire l’inflammation, les acides gras trans laitiers, les protéines du lactosérum et leurs acides aminés majoritaires (leucine, isoleucine et valine) diminuent l’expression des gènes inflammatoires dans les cellules endothéliales. Les acides gras trans laitiers diminuent également l'excrétion des prostaglandines, mais augmentent la quantité de F₂-isoprostanes dans les surnageants. De plus, les acides gras trans laitiers sont retrouvés dans de grandes proportions dans les membranes cellulaires, modifiant ainsi le profil en acides gras, ce qui pourrait affecter le bon fonctionnement des récepteurs localisés dans la membrane. Enfin, l’incubation d’acides gras trans laitiers avec des composés protéiques laitiers ne révèle aucun effet additif ou synergique sur l’expression des gènes inflammatoires et les quantités d’eicosanoïdes dans les cellules endothéliales. Les données générées vont en faveur d’un effet bénéfique des acides gras trans laitiers et des protéines du lactosérum sur l’inflammation. De plus, l’effet de ces macronutriments apparait uniquement dans les cellules en état inflammatoire, ce qui favorise l’hypothèse que l’effet des produits laitiers dépendrait du statut inflammatoire des individus. La composante cellulaire de ce projet a permis de mieux comprendre l’impact des différentes sources d’hétérogénéité sur la réponse inflammatoire. La mise en place d’études in vivo s’avère nécessaire afin de valider les sources majeures de la variabilité de la réponse inflammatoire aux produits laitiers. / Epidemiological data reported that an adequate dairy product consumption may lower the incidence of type 2 diabetes (T2D), a chronic disease which may concern 10.8 % of Canadians by 2020. Although the mechanisms underlying this association remain unclear, it has been suggested that dairy product intake may improve low-grade systemic inflammation, a key etiologic factor in the development of T2D. However, dairy products have mixed effects on inflammatory markers in clinical studies. The effect of dairy products could be mediated by the inflammatory status of the participants, as well as the nutrient composition of dairy products. Dairy products contain proteins, amino acids and fatty acids, specifically natural trans fatty acids, for which the effect on inflammation remains unclear. Furthermore, it has been demonstrated that dairy nutrients can regulate inflammatory gene expression. Nevertheless, a mechanistic approach is required to elucidate the role of dairy products on inflammation and the prevention of T2D. Accordingly, we tested the hypothesis that the effect of dairy products on inflammation was influenced by the inflammatory status of the individuals and the macronutrient composition of dairy products. Therefore, the main objective of this thesis was to evaluate the contribution of those two factors on inflammation. Firstly, dietary, anthropometric and biochemical data from two cohorts of individuals recruited in Quebec City were assessed. Results show that dairy product consumption is inversely correlated with glycaemia and blood pressure in healthy individuals. Dairy intake is also slightly correlated with plasma C-reactive protein (CRP) concentrations, without influencing other inflammatory markers (tumor necrosis factor alpha (TNF-α) and interleukin 6 (IL-6)). Moreover, concentrations of dairy trans fatty acids in plasma phospholipids are associated to high-fat dairy product consumption, as well as favorable adiponectin levels and blood pressure. Secondly, we developed cell models, with or without induction of inflammation with TNF-α, to identify bioactive dairy nutrients. Cells were incubated for 24 hours with individual or combinations of dairy trans fatty acids, proteins or amino acids. Dairy trans fatty acids and dairy protein compounds do not influence inflammatory gene expression in healthy cells. Oppositely, dairy trans fatty acids, whey proteins and their major amino acids (leucine, isoleucine and valine) decrease inflammatory gene expression in TNFα-stimulated endothelial cells. Dairy trans fatty acids also lower prostaglandin excretion; yet they increase F₂-isoprostane levels in cell supernatants. Moreover, dairy trans fatty acids are highly incorporated into cell membranes, which modifies fatty acid profiles and possibly impairs the function of membrane receptors. Finally, co-incubation of dairy trans fatty acids and dairy protein compounds have neither an additive nor a synergic effect on inflammatory gene expression and eicosanoid levels in endothelial cells. The present work suggests a beneficial impact of dairy trans fatty acids and whey proteins on inflammation. Further, the anti-inflammatory effect of these nutrients appears only in inflamed cells, which favors the hypothesis that dairy products may positively impact inflammation according to the inflammatory status of the individuals. The cellular approach is a useful tool to investigate the impact of the different sources of variability regarding inflammatory response to dairy products. Further investigations in vivo are required to validate the major sources of variability in animal models or in humans.