La glande mammaire d'une vache laitière haute productrice, produit quotidiennement une quantité de lait équivalente à 10% du poids de l'animal. L'alimentation, la génétique et le processus de différenciation terminale du tissu mammaire peuvent impacter significativement la productivité de l'animal et la composition du lait. L'activité intense de biosynthèse et de sécrétion de la glande mammaire fait intervenir un large répertoire de gènes dont l'expression peut aujourd'hui être analysée de façon globale et simultanée grâce à des outils tels que les puces à ADN. C'est ce type d'approche que nous avons mis en œuvre, dans ce travail de thèse, afin d'établir les réseaux de gènes qui participent au processus de différenciation terminale du tissu mammaire et qui permettent d'expliquer les variations de composition du lait observées avec la mutation K232A au locus DGAT1 bovin. Pour ce faire, nous avons utilisé chez la chèvre un dispositif en boucle qui a permis d'analyser, au moyen d'un répertoire de 22 000 sondes oligonucléotidiques bovines (22K), l'évolution du profil d'expression génique du tissu mammaire au cours de la gestation. Nous avons ainsi pu montrer que ce profil subit au cours du développement de l'organe et de sa différenciation terminale des changements profonds qui définissent 3 étapes majeures : i) le déclenchement de la différenciation fonctionnelle qui intervient avant le premier tiers de la gestation ; ii) un remodelage du tissu au cours duquel les structures qui produiront le lait (acini) se mettent en place et prolifèrent pour envahir progressivement l'organe - cette phase est marquée par l'expression de gènes de la réponse immunitaire ; iii) l'acquisition du phénotype sécrétoire, matérialisée par le déclenchement de la synthèse lipidique à la parturition. Afin de déterminer les mécanismes cellulaire sous-jacents aux variations de composition du lait observées avec la mutation K232A au locus DGAT1, nous avons entrepris la comparaison du transcriptome de tissu mammaire bovin à partir d'un dispositif expérimental génétiquement bien défini et contrôlé. A chaque animal de génotype GC/GC (A232), correspondait soit sa pleine sœur (n=4), soit sa demi-sœur (n=2) de génotype AA/AA (K232), au même numéro de lactation et au même nombre de jours de lactation. Nos résultats ont confirmé une baisse significative du TB (41.6 vs. 51.6 g/kg) et des AG à chaîne moyenne et insaturés (C14:1 et C16:1) et une augmentation des AG à chaîne moyenne et saturée (C14:0) et longue et insaturée (C18:1 cis11, C18:1 cis12, C18:2 n-6, C18:3 n-3) avec le variant GC/GC (A232) en comparaison au variant AA/AA (K232). Les globules gras étaient également plus petits avec ce variant. L'analyse du transcriptome à partir d'ARN extraits des biopsies de tissu mammaire a montré que les gènes spécifiant les acteurs des voies de synthèse du lactose, des lipides et des protéines étaient sur-exprimés chez les individus de génotype GC/GC (A232). La liste des gènes de la biosynthèse des lipides sur-exprimés avec ce génotype expliquent, pour partie, les différences de composition fine en acides gras observées en suggérant des voies alternatives du métabolisme du diacylglycérol.

Les lipoprotéines, complexes composés de protéines et de lipides, sont les principaux constituants permettant de transporter les lipides dans l'organisme et de les délivrer aux cellules. Elles peuvent être classées selon leur densité ou leur composition en apolipoprotéines. Ces dernières sont d'ailleurs les éléments permettant aux lipoprotéines d'être reconnues par la cellule puis d'être exploitées. Essentiellement, deux voies permettent aux lipides de passer de la lipoprotéine à la cellule. À chaque voie correspond des récepteurs particuliers, ainsi, la captation globale des lipoprotéines de faible densité (LDL), réalisée par le biais des récepteurs de LDL (rLDL), se décrit comme l'assimilation et la dégradation de la lipoprotéine dans sa totalité par la voie endosomale/lysosomale. La captation sélective, quant à elle, consiste en un transfert des lipides, en l'occurrence des esters de cholestérol (EC), de la lipoprotéine à la cellule par l'intermédiaire de récepteurs tels que le récepteur éboueur de classe B type I (SR-BI). Les produits de dégradation des esters de cholestérol qui sont des acides gras peuvent réguler la transcription de certains gènes du métabolisme des lipides, telle la protéine L-FAPB «liver fatty acid binding protein» dédiée au transport des acides gras. La capacité, de la L-FABP à lier le cholestérol, a été évoquée, mais demeure encore sujet à controverses. De précédents travaux menés par David Rhainds au sein de notre laboratoire ont révélé une forte augmentation de l'expression de la L-FABP dans des cellules HepG2 surexprimant le SR-BI. Le but de l'étude menée ici était de déterminer si la L-FABP travaille avec le SR-BI pour la captation sélective des esters de cholestérol ou si l'augmentation de la L-FABP remarquée est due aux acides gras produits par cette réaction. Pour cela, des cellules HepG2 ont été incubées avec des LDL afin de vérifier l'effet de la captation sélective sur les récepteurs pouvant être impliqués et sur la L-FABP. Ensuite une transfection stable de cellules HepG2 avec un vecteur contenant l'ADN de la L-FABP a été réalisée dans le but d'observer la contribution de la L-FABP dans différents processus. Ainsi, le niveau des récepteurs impliqués dans la captation sélective des (EC) a été vérifié chez ces clones. Des essais d'association et des mesures de captation sélective ont été effectués. Enfin des essais d'hydrolyse en absence et en présence d'un inhibiteur de l'hydrolyse des EC ont été réalisés pour statuer de l'éventuel impact de la L-FABP, en tant que transporteur de stérols, ou d'acides gras générés par l'hydrolyse d'EC sur les voies d'hydrolyse des EC. Dans cette même optique, une stimulation de la L-FABP avec des agonistes des « Peroxysome Proliferator Activated Receptor a» PPARa a été tentée. Enfin, une interférence à l'ARN de la L-FABP a été effectuée dans le but d'en vérifier l'impact sur le métabolisme des EC des LDL et HDL. Les résultats ne montrent pas de modulation des rLDL, SR-BI et L-FABP par l'entrée d'EC des LDL dans les cellules. Dans les cellules surexprimant la L-FABP, l'expression de SR-BI n'a pas été affectée. Les surexpressions ont aussi permis de remarquer que la L-FABP n'avait, ni d'effet significatif sur la captation sélective des EC des LDL ou HDL, ni d'impact sur la voie d'hydrolyse empruntée par ces derniers. L'interférence à l'ARN de la L-FABP, réalisée dans le but de voir l'effet d'une absence de cette protéine, fournissant la réponse à cette hypothèse n'a pas été assez efficace et demande encore une optimisation afin d'élucider de façon concluante le rôle le L-FABP dans le processus de captation sélective des EC des LDL et HDL. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : LDL, HDL, SR-BI, L-FABP, Captation sélective.

Une des enzymes clés de la lipogenèse hépatique, la stéaroyl-CoA désaturase 1 (SCD1), qui est impliquée dans la biosynthèse des acides gras monoinsaturés, semble jouer un rôle important dans le développement de l'obésité et de ses désordres métaboliques associés. En fait, une modification du ratio d'acides gras saturés versus acides gras mono-insaturés a été impliquée dans le développement de l'obésité, du diabète de type II et des maladies cardiovasculaires. L'expression de Scd1 est sous la dépendance de diverses hormones qui sont fortement modulées par la diète. L'insuline, dont la concentration augmente après un repas, permet d'activer la transcription du gène Scd1, tandis qu'une diète riche en acides gras polyinsaturés (PUFAs) permet d'inhiber son effet. La régulation de Scd1 est accomplie, entre autres, par la présence d'un élément de réponse à l'insuline sur le promoteur qui fixe les facteurs de transcription (TF) SREBP-1 et NF-Y et par l'activation de voies de signalisation spécifiques impliquant la voie PI3-K/mTOR. Ce projet vise à établir les mécanismes d'action des PUFAs et leurs liens potentiels avec PI3-K/mTOR au niveau hépatique. Grâce à des analyses de retard sur gel, nous avons démontré que l'insuline régulait la fixation de ces TFs sur le promoteur Scd1 et que cette fixation était modulée par les inhibiteurs de cette voie et par l'acide arachidonique. De plus, nous avons évalué par PCR en temps réel le rôle de l'insuline, et donc PI3-K/mTOR, ainsi que celui de l'acide arachidonique sur le niveau d'expression de Scdl et de ses TFs. Nos résultats démontrent au niveau hépatique que la voie PI3-K/mTOR cible des TFs spécifiques sur le promoteur Scd1 activant ainsi l'expression de ce gène en réponse à l'insuline et que les PUFAs permettent de contrer ses effets. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Lipogenèse de nova, SCD1, Insuline, mTOR, PUFA, SREBP-1, NF-Y.

Un sous-groupe unique d'individus obèses nommés, «métaboliquement en santé, mais obèses» (MHO) a été identifié dans la littérature médicale. Malgré leur obésité, ces individus semblent être protégés du développement de perturbations métaboliques ce qui pourrait diminuer leurs risques de développer le diabète de type 2 ainsi que des maladies cardiovasculaires (Meigs et al., 2006). L'objectif de ce projet était de déterminer si le captage et la mise en réserve des acides gras libres (AGL) pourraient expliquer ce profil métabolique favorable. Plus précisément, le but était de déterminer l'activité et l'expression de la lipoprotéine lipase (LPL) ainsi que l'expression du diaglycérol acyltranférase (DGAT1) et du transporteur membranaire «Cluster of differenciation 36» (CD36) chez deux groupes de femmes obèses post-ménopausées, soient les MHO et les «à risque», c'est-à-dire présentant des complications métaboliques. L'hypothèse était que les individus MHO auraient des activités et des expressions plus hautes de LPL et du DGAT1 ainsi qu'une plus grande expression du CD36 membranaire que les individus «à risque». Deux sous-groupes de femmes post-ménopausées étaient à l'étude : les individus MHO (n=15) et obèses «à risque» (n=30). Suite à un test d'hyperglycémie provoquée par voie orale, les volontaires étaient classées dans les deux groupes selon l'index Matsuda, à partir de la sensibilité à l'insuline. Les données mesurées incluent un profil lipidique complet, un test glycémique et insulinémique sur 2h ainsi qu'une biopsie du tissu adipeux abdominal, afin de déterminer les activités et expressions de la LPL, du DGAT1 et du CD36. Aucune différence significative n'a été observée entre les individus MHO et «à risque» pour l'activité de la LPL ainsi que pour l'ARNm du DGAT1, du CD36 et de la LPL. Toutefois, une tendance favorisant les individus MHO a été observée concernant l'ARNm du CD36 comparé aux individus «à risque» (1,01 ± 0,4 vs 0,82 ± 0,2 respectivement, P=0,07). De plus, les résultats de la régression linéaire indiquent que l'ARNm du CD36 est une variable qui explique 7% de la variance de la sensibilité à l'insuline. Les résultats de cette étude préliminaire indiquent que le captage des AGL, plus spécifiquement l'ARNm du CD36, peut être un mécanisme fondamental qui pourrait expliquer le profil métabolique favorable des individus MHO. Des études plus approfondies devront être effectuées avec un plus grand nombre de sujets afin de mieux caractériser les individus MHO au point de vue fondamental. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : MHO, obésité, acides gras libres, maladies cardiovasculaires

Thèse de doctorat : Médecine. Biochimie : Reims : 2001. / 2001REIMM201. Bibliogr. :153-176 f.

Thèse doctorat : Biochimie : Villeurbanne, INSA : 2004. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. p. 169-194.

Thèse de doctorat : Structure et Dynamique des Systèmes réactifs : Lille 1 : 2003. / N° d'ordre (Lille) : 3339. Résumé en français et en anglais. Bibliogr. p. 134-147.

Reproduction de : Thèse de doctorat : Sciences de la matière : Toulouse, INPT : 2008. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. 286 réf.

Reproduction de : Thèse de doctorat : Ecologie et Agrosystèmes : Toulouse, INPT : 2007. / Résumés en français, anglais et arabe. Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. 196 réf.

Thèse de doctorat : Sciences de la vie et de la santé : Tours : 2008. / Titre provenant de l'écran-titre.