Lorsque l’insuline se lie à son récepteur, elle induit une cascade de réactions indispensables à l’utilisation du glucose. La résistance à l’insuline et le diabète de type 2 qui affectent une fraction croissante de la population résultent d’un défaut de signalisation de l’insuline. La voie de signalisation PI3K qu’emprunte l’insuline pour promouvoir l’utilisation du glucose est d’abord décrite en introduction de cette thèse. Aussi, il existe plusieurs mécanismes de désensibilisation qui sont essentiels pour limiter l’ampleur du signal à la réponse métabolique requise. Cependant, ces mécanismes sont altérables et de faibles dérèglements peuvent devenir responsables d’une propagation défaillante du signal insulinique. Les souris viable motheaten (mev), déficientes en activité SHP-1, nous ont permis au premier chapitre de démontrer que SHP-1 constitue un de ces mécanismes de désensibilisation. Ces souris montrent une plus grande tolérance au glucose et une meilleure sensibilité à l’insuline que les souris non-déficientes en SHP-1, ainsi qu’une meilleure signalisation de l’insuline dans le foie et le muscle squelettique. De plus, nous avons pu démontrer que SHP-1 contrôle aussi la clairance hépatique de l’insuline, importante pour réguler la concentration et la sensibilité systémique de l’insuline. Cette première étude a donc permis d’établir un nouveau rôle pour SHP-1 dans la régulation de l’action de l’insuline. Par la suite, il devenait primordial de décrire les mécanismes impliqués dans la sensibilisation à l’insuline par la déficience en SHP-1 dans le muscle et le foie. À l’aide d’adénovirus codant pour un mutant catalytiquement inerte de SHP-1 (DNSHP-1), nous rapportons au deuxième chapitre, par l’expression de DNSHP-1 dans les hépatocytes Fao, que la diminution de la production hépatique de glucose observée chez les souris mev résulte d’une augmentation de la glycogénèse plutôt que d’une diminution de la gluconéogenèse. Enfin, au dernier chapitre, DNSHP-1 exprimé dans les myocytes L6 favorise la signalisation via Akt, et accroît l’expression de GLUT4, le principal transporteur de glucose sensible à l’insuline. Ensemble, nos résultats suggèrent clairement que SHP-1 est un nouveau modulateur de l’action de l’insuline dans le foie et le muscle squelettique. SHP-1 pourrait donc représenter une nouvelle cible thérapeutique pour traiter le diabète de type 2. / After binding to its receptor, insulin induces a reaction cascade that is essential for glucose utilization. Insulin resistance and type 2 diabetes are affecting an increasing portion of the population and result from insulin signaling impairment. Insulin signaling pathways promoting glucose utilization are reviewed in the introduction of the thesis, as well the desensitization mechanisms which are crucial to limit insulin signal duration and intensity. Viable motheaten (mev) mice, harboring a spontaneous mutation leading to SHP-1 activity deficiency, allowed us to demonstrate in chapter I that SHP-1 constitutes one of these desensitization mechanisms. Indeed, mev mice showed an increased glucose tolerance and insulin sensitivity as compared to wild type littermates, resulting from increased insulin signaling in liver and skeletal muscle. Moreover, we show that SHP-1 controls hepatic insulin clearance, which is important to control systemic insulin concentration and sensitivity. This first study thus establishes a novel role for SHP-1 in the regulation of insulin action and glucose homeostasis. Thereafter, it became primordial to describe cell autonomous mechanisms by which SHP-1 enhances insulin sensitivity in liver and muscle. In the second chapter, expression of DNSHP-1 using adenoviral gene transfer into Fao rat hepatoma cells indicates that decreased hepatic glucose production observed in mev mice is likely the result of enhanced glycogenesis rather than reduced gluconeogenesis. Finally, I show in the last chapter that DNSHP-1 expression in myocytes increased insulin signaling to Akt, and increased GLUT4 expression, the main insulin responsive glucose transporter. Together, our results clearly establish that SHP-1 is a new modulator of insulin action in liver and skeletal muscle. SHP-1 may represent a novel therapeutic target to combat type 2 diabetes.

L'objectif de ce travail de recherche était d'étudier l'effet d'une augmentation des apports post-ruminaux, chez la vache laitière, d'acides aminés (AA), sous forme libre ou de protéine, sur le métabolisme de glucose aux niveaux corporel, splanchnique et mammaire. Cette étude nous a permis d'examiner l'hypothèse qu'un apport croissant d'AA est associé au flux corporel (FCG) et au bilan net hépatique du glucose et est relié à la sécrétion de lactose dans le lait. Des procédures expérimentales ont été réalisées visant à déterminer comment ces apports affectaient le FCG et les flux totaux et nets du glucose dans les tissus drainés par la veine porte (TDVP), le foie et la glande mammaire (GM), ainsi que pour établir les relations entre le flux net de glucose dans le foie et le FCG, et entre le FCG, le métabolisme de la GM et la sécrétion de lactose dans le lait. Pour estimer la cinétique du glucose, nous avons utilisé un traceur isotopique stable, le [6,6-2H] glucose. Les débits plasmatiques au niveau splanchnique et mammaire ont été calculés par dilution d'un marqueur, le para-aminohippurate, et en appliquant le principe de Fick, respectivement. Nos résultats ont permis démontrer que, chez la vache laitière, l'augmentation des apports d'AA n'affecte pas les bilans totaux et nets du glucose dans les TDVP. Cependant, une augmentation de l'approvisionnement en AA provoque une augmentation linéaire du bilan net hépatique, alors que l'utilisation hépatique de glucose reste inchangée. Cette expérience a par ailleurs permis d'observer que les perfusions d'AA augmentaient le FCG et que l'excès d'AA, non-utilisé pour couvrir l'augmentation de protéines laitières, était converti en glucose avec une efficacité de près de 100% l'efficacité théorique maximale. Le prélèvement de glucose par la GM est resté inchangé bien que la sécrétion de lactose et la production de lait ont augmenté avec les apports en AA, suggérant que la GM exerce un contrôle actif sur le prélèvement de glucose qui sera utilisé pour synthétiser les composants du lait. En regard des résultats, i I semble que la réponse d'un apport accru d'AA, fournis selon le profil caséique: 1) n'altère pas le flux net ni le flux total de glucose au niveau des TDVP, 2) favorise la néoglucogenèse hépatique dont l'augmentation est principalement responsable de l'augmentation du FCG 3) cependant, l'augmentation de la sécrétion de lactose ne semble pas liée à un prélèvement accru du glucose par la GM, qui utilise 75% du FCG, 4) pour tous les traitements, la somme de l'absorption portale réelle de glucose et le néoglucogenèse hépatique réelle contribuent à plus de 98% du FCG chez la vache en lactation, conférant à la gluconéogenèse rénale une contribution très limitée, et 5) finalement, les apports d'AA sous forme libre ou de protéine ont le même effet sur la cinétique de glucose.