Chez l’homme, des données cliniques décrivent une association entre des pathologies hépatiques et des désordres de la fertilité masculine. Plusieurs modèles expérimentaux de cholestase ont permis de confirmer ce lien et de souligner un impact sur la physiologie testiculaire. De manière intéressante, une telle corrélation existe aussi bien à l’âge adulte que dans des modèles animaux en période pré-pubertaire. Pour autant, le lien moléculaire pouvant expliquer cette association physiopathologique n’a pas été exploré. L’ensemble des hépatopathies a pour dénominateur commun une augmentation des taux plasmatiques d’acides biliaires et ce dès les stades les plus précoces de la maladie. Dans ce contexte, l’hypothèse de l’impact délétère des acides biliaires sur la fonction reproductrice reste à définir. Notre projet de recherche s’articule autour de l’analyse d’un modèle murin d’atteinte hépatique induite par un régime supplémenté en acide cholique. Nos résultats principaux montrent que : 1) lors d’une exposition pubertaire, l’activation supra-physiologique des signalisations Fxrα conduit à un défaut de maturation sexuelle associé à une altération de la fonction endocrine du testicule ; 2) dans un contexte d’exposition à l’âge adulte, l’activation excessive du récepteur membranaire Tgr5 par les acides biliaires est associées à une hypofertilité. Celle-ci s’accompagne d’une altération de la spermatogenèse consécutive à un détachement progressif de l’épithélium séminifère et à une apoptose spécifique des spermatides ; 3) enfin, nos conclusions démontrent pour la première fois l’impact transgénérationnel de l’exposition aux acides biliaires. Sur deux générations successives, les descendants des mâles adultes nourris par un régime supplémenté en acide cholique présentent des anomalies développementales et métaboliques. Dépendantes de l’action de Tgr5, ces dernières sont attribuées à des altérations de l’épigénome des spermatozoïdes issus des mâles exposés aux acides biliaires. En conclusion, nos données démontrent que, dans des conditions cholestatiques, les acides biliaires altèrent les fonctions de reproduction notamment par leurs impacts sur les fonctions testiculaires. Au regard du nombre croissant de personnes souffrant de troubles hépatiques, ces effets délétères des acides biliaires pourraient contribuer à l’augmentation de l’incidence de l’infertilité masculine. Des molécules agonistes des signalisations FXRα et TGR5 sont aujourd’hui envisagées dans le cadre du traitement de pathologies courantes de notre société. Dans ce contexte, notre étude permettra d’alerter les instances sanitaires quant aux conséquences de l’accès à de tels traitements sur la fertilité et la santé des générations futures. / Clinical data describe an association between liver diseases and disorders of male fertility. Several experimental models of cholestasis have confirmed this link and highlight an impact on testicular physiology. Interestingly, such correlation exists in adult as well as in during pre-pubertal animals. However, the molecular links have not been explored yet. The increase of plasma bile acids levels is a common feature of liver diseases. In this context, the hypothesis of the deleterious impact of bile acids on reproductive function remains to be defined. For that purpose, we used a mouse model of liver injury induced by a diet supplemented with cholic acid. Main results show that: 1) supra-physiological activation of Fxra, during pubertal period, alters endocrine function of the testis and then sexual maturation. 2) during adult age excessive activation of membrane receptor TGR5 by bile acids leads to subfertility. This is associated with impaired spermatogenesis due to a detachment of the seminiferous epithelium and specific apoptosis of spermatids. 3) Finally, we show for the first time the transgenerational impact of bile acid exposure. Two generations of progenies from males exposed to bile acid-diet show developmental and metabolic abnormalities. These effects, mediated by TGR5, are correlated with alterations of the spermatozoa epigenome. In conclusion, our data demonstrate that bile acids affect reproductive functions with impacts on testicular functions. In line with the increasing number of people with liver diseases, the deleterious effects of bile acids may contribute to the incidence of male infertility. Interestingly, agonists of FXRα and TGR5 are now considered in the treatment of several diseases. In this context, our study might alert health authorities regarding the potential consequences of these treatments on fertility and health futures generations.

Fxrα est le récepteur nucléaire des acides biliaires, exprimé majoritairement dans le foie, l'intestin, les reins et les glandes surrénales. L'intérêt pour ce dernier est devenu croissant au cours des dernières années, de part le rôle central qu'il joue dans le contrôle de l'homéostasie du cholestérol, des acides biliaires, des triglycérides ou encore du glucose. Plus récemment, Fxrα ainsi que ses ligands, les acides biliaires, ont été localisés dans le testicule, soulevant la question du rôle potentiel de Fxrα dans cet organe, et plus généralement dans la fonction de reproduction mâle. Mais les études menées à ce sujet restent jusqu'à présent peu nombreuses, et focalisées sur son implication dans le contrôle du métabolisme des stéroïdes : l'activation in vivo de Fxrα par un agoniste synthétique conduit ainsi chez l'adulte à court terme à une répression de la stéroïdogenèse. Outre son rôle dans le contrôle de l'activité endocrine des cellules de Leydig, l'impact de l'activation in vivo de Fxrα sur la physiologie plus globale du testicule n'a jamais été abordé à ce jour. De telles études seraient pourtant pertinentes étant donné que Fxrα est ciblé pour le traitement de pathologies métaboliques telles que la dyslipidémie ou le diabète. Dans ce contexte, l'objectif de ce travail de thèse était d'étudier le rôle de Fxrα dans la physiologie et la pathophysiologie du testicule, en s'appuyant sur l'analyse d'un modèle murin dont le gène codant Fxrα a été invalidé. Nos résultats démontrent que : 1) la perte de Fxrα prédispose le testicule à une sur-mortalité des cellules germinales dans un contexte pathologique de cholestase ; 2) la sur-activation de la signalisation Fxrα au cours de la puberté conduit à un défaut de la différenciation germinale, associée à une altération de la fonction endocrine du testicule ; 3) outre la régulation de la stéroïdogenèse dans les cellules de Leydig, Fxrα participe au contrôle des fonctions sertoliennes et de la prolifération et / ou différenciation des cellules germinales souches. L'ensemble de ces données définissent Fxrα comme un nouvel acteur impliqué dans le contrôle de la physiologie testiculaire et devraient être prises en considération quant-à l'utilisation de molécules agonistes et / ou antagonistes de Fxrα dans le cadre du traitement de pathologies métaboliques. / Fxrα is the bile acid nuclear receptor, predominantly expressed in liver, intestine, kidney and adrenal glands. In recent years, interest in Fxrα has been increasing due to its central role in the control of cholesterol, bile acids, triglycerides or glucose homeostasis. More recently, Fxrα and its ligands, bile acids, have been detected in the testis pointing out its potential involvement in this tissue and more widely in the male reproductive functions. However, the few studies on this topic focused essentially on Fxrα involvement in the control of steroids metabolism. Indeed, activation of Fxrα in vivo with a synthetic agonist leads to short-term steroidogenesis repression in the adult. In vivo the impact of alteration of Fxrα signaling on the global testis physiology has never been explored so far. Such studies would be pertinent considering that Fxrα is a target for the treatment of metabolic diseases such as dyslipidemia or diabetes. In this context, the aim of my work was to study the implication of Fxrα in testis physiology and physiopathology by analyzing a knock out mouse model for Fxrα. Our results show that: 1) the loss of Fxrα increase germ cell mortality in the testis in a disease context of cholestasis ; 2) over-activation of Fxrα signaling during puberty leads to germ cell differentiation defects, associated with an alteration of testis endocrine function ; 3) besides steroidogenesis control in Leydig cell, Fxrα is involved in Sertoli cell functions and spermatogonial stem cell proliferation and/or differentiation. Taken together, these data define Fxrα as a new actor involved in the control of testis physiology, and should be taken into consideration regarding the use of Fxrα agonistic or antagonistic ligands for the treatment of metabolic diseases.