Le cil primaire (CP) est une organelle présente chez l’Homme dans la grande majorité des cellules. Lors du développement le CP est d’une importance capitale, puisqu’il contrôle les voies de signalisation comme Hedgehog ou Wnt. Certaines pathologies génétiques affectant spécifiquement le CP, engendrent une obésité. Au cours de ma thèse je me suis intéressé à l’évolution du CP au cours de l’adipogenèse des cellules souches mésenchymateuses humaines. Les résultats que nous avons obtenus indiquent que le cil est présent dans les cellules indifférenciées, qu’il subit une élongation importante suite à l’induction de la différenciation, suivi d’une diminution de sa taille et fini par disparaitre dans les adipocytes. L’élongation de la taille du cil ne semble pas affecter la localisation des protéines qui lui sont associées comme Kif3-A ou Smoothened, une protéine importante de la voie Hedgehog. Néanmoins, il apparait que la voie de signalisation Hedgehog est inhibée après trois jours de différenciation et que les cellules ont développé une résistance à Sonic Hedgehog. La déacétylase de la tubuline acétylée HDAC6 est apparue comme étant une bonne cible puisque son expression augmente au cours de la différenciation et qu’elle est décrite pour être responsable de la perte du cil pendant la mitose. Les données que nous avons obtenues ont permis de montrer que l’inhibition, ou la surexpression d’HDAC6 au cours de l’adipogenèse engendrent une inhibition de l’élongation du cil associée à une forte inhibition de la différenciation adipocytaire. Ces résultats permettront, à terme de mieux comprendre les liens entre le cil primaire et la différenciation adipocytaire. / The primary cilium (PC) is an organelle present in almost all cell types of the organism. During development, the PC plays an important function by driving signaling pathways such as Hedgehog or Wnt. Some genetic syndromes affecting specifically the PC are associated with obesity. My project has consisted to analyze the evolution of the PC during adipocyte differentiation of human mesenchymal stems cells. Our results indicate that the PC is present in undifferentiated cells, then it undergoes a strong elongation at the beginning of the differentiation followed by a decreased of its size, and disappears in differentiated cells. This increase in the cilium size does not affect the localization of its associated proteins such as KIF3-A and Smoothened an important protein of the Hedgehog signaling pathway. However, this pathway is inhibited after three days of differentiation and cells have developed a Sonic Hedgehog resistance. The tubulin deacetylase HDAC6 appeared as a good target because its expression increases during differentiation and it is known to be responsible for the loss of the cilium during mitosis. Our data show that an inhibition or an overexpression of HDAC6 lead to a decrease in the cilium elongation associated with an inhibition of adipocyte differentiation. These results will ultimately lead to a better understanding of the connections between the PC and adipocyte differentiation.

L’obésité est un facteur de risque pour de nombreuses maladies telles que le diabète de type 2 et les maladies cardiovasculaires. La prokinéticine-2 a été caractérisée comme une hormone anorexigène qui joue un rôle dans la régulation de l’appétit et le métabolisme énergétique via une action sur le récepteur PKR2 au niveau centrale.Cette étude consiste à étudier l’implication de la PK2 et de PKR1 dans le tissu adipeux et dans la physiopathologie de l’obésité. Les souris PKR1-/- dans lesquelles le gène codant pour PKR1 est totalement inactivé, présentent une obésité par hyperplasie, du fait de la prolifération des préadipocytes. Les souris PKR1-/- présentent un état diabétique, avec une insensibilité à l’insuline accrue et une forte intolérance au glucose. Les souris aP2-PKR1-/- dans lesquelles PKR1 est spécifiquement inactivé dans le tissu adipeux, présentent, elle aussi, une obésité hyperplasique, due de la prolifération des préadipocytes. In vitro, nos résultats montrent que la PK2 est capable d’inhiber la différenciation des préadipocytes en inhibant la prolifération des préadipocytes lors de la phase d’expansion clonale mitotique. Nos résultats permettent d’envisager un rôle de la PK2 et de son récepteur PKR1 dans le traitement de l’obésité. / Obesity is a risk factor for various disorders such as type 2 diabetes and cardiovascular diseases. The prokineticins, prokineticin-1 and prokineticin-2 bind two similar G protein-coupled receptors, PKR1 and PKR2. Prokineticin-2 is an anorexigenic hormone that plays a role in appetite regulation and energy metabolism, via a direct hypothalamic mechanism. Since adipocytes express mainly PKR1, we investigated the role of PKR1 in adipocyte functions. PKR1-null mutant mice exhibit increased body weight that is due to an increased visceral fat mass. Mutant adipose tissue is characterized by adipocyte hyperplasia due to an increase in number of proliferating preadipocyte. Mutant adipocytes exhibit downregulation of insulin signaling that is associated with glucose and insulin tolerance. Adipocyte-specific aP2-PKR1 knockout mice present also an increased visceral adipose tissue that lead to a slight increased body weight. Fat mass is also characterized by an hyperplasia and an increased preadipocyte proliferation. This mice present slight metabolic changes. Utilizing 3T3-L1 murine preadipocytes, our study reveals that prokineticin-2 exerts an antiadipogenic function in murine cells. Inhibition of adipogenesis mediated by prokineticin-2 involved PKR1. Prokineticin-2 also inhibits proliferation of preadipocytes. These results suggest that prokineticin-2 via PKR1 signaling plays a crucial role in adipogenesis and adipose tissue hyperplasia.

Le tissu adipeux (TA) est réparti dans tout le corps en différents dépôts. Il existe deux types distincts aux fonctions biens spécifiques : le tissu adipeux blanc sert de réservoir énergétique et stocke les lipides et le tissu adipeux brun permet la thermogénèse. Par ses fonctionnalités et son pouvoir endocrine, le TA assure le maintien de l’homéostasie énergétique. De graves désordres métaboliques résultent d’une surabondance retrouvée au cours de l’obésité ou lors d’un remodelage dans les lipodystrophies. Certaines ont une origine génétique, d’autres sont induites par des médicaments comme les inhibiteurs de la protéase (IP) du VIH administrés dans la thérapie antirétrovirale. Le pool de progéniteur adipeux (PA) présent dans chaque dépôt est essentiel au maintien de ce tissu car il permet de renouveler le stock d’adipocytes. Nous avons caractérisé et identifié de nouveaux gènes impliqués dans la boucle autocrine/paracrine de l’activineA qui est responsable de l’auto-renouvellement du pool de PA dont IER3. Son expression augmente chez les patients obèses et diminue sous traitement par les IP. La modélisation des différents dépôts montre que les IP inhibent préférentiellement l’auto-renouvellement ou la différenciation adipocytaire des PA en fonction de leur localisation. Les lipodystrophies induites par la thérapie antirétrovirale auraient des causes multifactorielles. Enfin, nos résultats révèlent que les IP diminuent drastiquement et sélectivement la production d’adipocytes bruns. Ces effets doivent être considérés dans un contexte de développement inopportun du tissu adipeux brun afin de corriger des désordres métaboliques associés à certaines pathologies. / The adipose tissue (AT) is distributed throughout the body in different depots. There are two distinct types with specific functions: the white adipose tissue is used as an energetic reservoir and stores the lipids whereas the brown adipose tissue allows the thermogenesis. By its functionalities and its endocrinal capacity, the AT ensures the energetic homeostasis maintenance. Severe metabolic disorders result from an excess found during obesity or a remodelling in the lipodystrophies. Some of them have a genetic origin, the others are induced by drugs such as the HIV-protease inhibitors (PI) administered in the antiretroviral therapy against HIV. The adipose progenitor (AP) pool present in each depot is necessary for the maintenance of this tissue because it allows to renew the adipocyte stock. We characterized and identified new genes involved in the autocrine/paracrine Activin A loop which is responsible for AP pool self-renewal of whom is IER3. Its expression increases in obese patients and decreases under PI treatment. The modelling of the different depots shows that PI inhibit preferentially PA self-renewal or adipose differentiation depending on their localisation. Thus, lipodystrophies induced by antiretroviral therapy would have multifactorial causes. Finally, our results reveal PI dramatically and selectively reduce the brown adipocyte production. These effects should be considered in the context of inappropriate brown adipose tissue development in order to correct metabolic disorders associated to some pathologies.