Infertility is defined as an inability to conceive a child within one year of regular sexual intercourse. It affects up to 15 % of couples worldwide (WHO, 2010). The male factor contributes to the total infertility with more than 50 %. Fertility of a man is influenced by several factors such as genetic background, environment and various diseases such as diabetes mellitus (DM). Diabetes mellitus is a serious health problem that affects 451 million people worldwide (18-99 years) and the number of people with this disease still increases (Cho a spol., 2018). In addition, parenthood is postponed to middle age when the fertility decreases and metabolic diseases such as type 2 diabetes mellitus (DM2) appear. The aim of this thesis was to investigate the effect of type 2 diabetes on reproductive parameters of mouse inbred line C57BL/6J compared to the control group and the possible effect of paternal diabetes on the first filial generation. In the evaluation of the effect of DM2 on reproductive parameters, we used innovative methods to study internal state of sperm and testes. Results of our work showed that DM2 influenced the weight of body, prostate and liver. The weight of testes, epididymis and liver was reduced in the offspring. Furthermore, sperm morphology and intraacrosomal protein status were...

Ce travail de thèse s’est attaché à comprendre le lien étroit entre les dérégulations métaboliques et les dérégulations du système immunitaire, dans le cadre du modèle de diabète auto-immun de la souris NOD. Nous avons constaté que les bezafibrates protègent les souris NOD du diabète. Nous avons mis en évidence que ceci était lié à une diminution de l’infiltration des ilots beta du pancréas par les lymphocytes et cellules présentatrice d’antigen (CPA). La diminution d’IL-6 dans le sérum des souris traitées suggère une diminution générale de l’inflammation. Aussi, nous avons évalué l’implication du traitement en dehors du système immunitaire, en l’occurrence sur le stress cellulaire et la survie des cellules beta des ilots de Langherans, en utilisant une méthode de streptozotocine à faible dose, et nous avons observé une protection des souris traitées par les bezafibrates. Dans une deuxième partie de l’étude, nous avons observé qu’il existait au niveau du système immunitaire inné une surexpression des Toll-like récepteurs (TLR) 1, 2 et 6 dans les souris NOD comparées aux souris contrôles C57BL/6, ceci au niveau transcriptionnel ainsi qu’au niveau traductionnel. Nous avons ensuite démontré que cette surexpression avait une légitimité fonctionnelle. En effet, les CPA sécrètent plus d’Interleukine 6 (IL-6), et les cellules B, plus d’Immunoglobuline M (IgM). Nous avons poursuivi notre étude en modulant le contenu sérique en lipides dans nos souris NOD, en utilisant un régime gras pour augmenter la lipidémie et des bezafibrates hypolipidémiantes. Nous n’avons pas observé de modulation majeure de l’expression de TLR2 et TLR6, mais il est à noter que les CPA issues des souris soumises au régime gras sont plus susceptible à la réponse au ligand synthétique FSL-1 de TLR 2/6, qui sécrètent alors plus d’IL-6 que les NOD contrôles ou traitées aux bezafibrates. Nous avons pu ainsi souligner l’importance des liens entre le métabolisme et le système immunitaire, dans l’apparition de la maladie auto-immune que constitue le diabète de type 1. / In this thesis we sought to understand the link between metabolic deregulation and immune deregulation in the context of the NOD mouse autoimmune model. We observed that bezafibrates protect NOD mice from type 1 diabetes (T1D). We showed that pancreas beta islet infiltration by lymphocytes and APCs was diminished. IL-6 decrease in bezafibrate treated mice serum suggested a general dampening down of inflammation. Besides we evaluated the effect of bezafibrate out of the immune system by using a low-dose streptozotocin method and we observed that bezafibrate mice treated were protected. In a second part of this study we observed an overexpression of Toll-like receptors (TLR) 1, 2, 6 in NOD mice compared to C57BL/6 controls. This was noticeable at the transcription and translation level. We showed that this overexpression had a functional role. Indeed APCs from NODs secreted more IL-6, and B cells secreted more IgM when stimulated with corresponding ligands. We then modified the lipid content of NOD mice by using bezafibrates to decrease lipidemia, and a high fat diet (HFD) to increase lipidemia. No modulation of TLR2 and TLR6 expression was observed. However, APCs from HFD mice were more susceptible to TLR2/6 ligand FSL-1 stimulation by secreting more IL-6 than control or bezafibrate treated NODs. We here highlight the important links existing between metabolism immunity in the autoimmune T1D onset

O ψευδάργυρος -Zn ελέγχει τον μεταβολισμό των λιπιδίων και γλυκόζης μέσω Ζn-μεταγραφικών παραγόντων. Δίαιτες υψηλών λιπαρών οδηγούν στην ενδοκυτταρική συσσώρευση ελευθέρων ριζών, μειώνουν την μεταγραφική έκφραση των εκκαθαριστών τους και την ενεργότητα αντιοξειδωτικών ενζύμων και οδηγούν σε μεταβολικό σύνδρομο. Οι πρωτεϊνες του θερμικού shock (Heat shock proteins-HSP) παίζουν σημαντικό ρόλο στην αντίσταση στο κυτταρικό stress ως προσαρμογή ,μετά από έκθεση, σε διάφορα ερεθίσματα. ΣΚΟΠΟΣ : Μελέτη της επίδρασης του διατροφικού Ζn και των Hsp70,στην μεταβονομική των λιπιδίων αίματος και ήπατος ποντικών ΥΛΙΚΟ-ΜΕΘΟΔΟΙ :Ενήλικα αρσενικά ποντίκια: 1. Wild type (Wt) Hybrid (F1/F1) C57Bl/6 x CBA και 2. Transgenic (Tg) human HSP70 overexpressing mice, από ηλικίας ενός μηνός εντάχθηκαν στις παρακάτω διατροφές ,επί 10 εβδομάδες. Διατροφή Αριθμός Wt Αριθμός Tg Chow Diet (30 Zn) 6 10 High Fat Diet (3 Zn) 13 12 High Fat Diet (30 Zn) 9 8 High Fat Diet (300 Zn) 12 12 Σύνθεση των τριών διαιτών υψηλών λιπαρών -HFD: 3mg, 30mg, 300mg Zn /kg τροφής (mucedoola s.r.l Ιtaly-55% Cal από λιπαρά στοιχεία), Chow : δίαιτα ελέγχου Βιοχημικές αναλύσεις: Cholesterol ,Triglycerides ,HDL-cholesterol, Glucose ,Insulin Μετρήσεις μετάλλων και αντιοξειδωτικών παραγόντων: SOD (ερυθρά αιμοσφαίρια ) TAC (ορός αίματος) Zn , Cu (ερυθρά αιμοσφαίρια και ιστός ήπατος) Μεταβονομική ανάλυση και αξιολόγηση λιπιδίων :Εκχύλιση ορού αίματος και ηπατικού ιστού για λήψη Φάσματος 1H-NMR ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ 1. Η HF δίαιτα αύξησε σημαντικά ,το τελικό βάρος και τον ρυθμό αύξησης βάρους ,τη χοληστερόλη -CL και την λιποπρωτεϊνη υψηλής πυκνότητας-ΗDL ,την ινσουλίνη –Ins, στα WT & Tg και μείωσε την ολική αντιοξειδωτική ικανότητα-TAC στο πλάσμα και την δραστηριότητα της σουπεροξείδιο-δισμουτάσης-SOD στα ερυθροκύταρα των WΤ και Tg 2. Ο επαρκής διατροφικός Zn (30mg/kgτροφής) φαίνεται να αποτελεί κρίσιμο παράγοντα διαμόρφωσης προστατευτικού ηπατολιπιδαιμικού προφίλ, ποντικών σε υπερλιπιδική δίαιτα. Η αύξηση ή μείωση του Zn σε HFDς φαίνεται να μειώνει την TAC του πλάσματος σε WΤ και Tg ενώ η δραστικότητα της SOD φαίνεται ανάλογη των επιπέδων του Zn Η ανεπάρκεια ή περίσσεια Zn αυξάνει τα αθηρογόνα SFA και μειώνει τα αντι-αθηρογόνα λιπίδια, PC, DU, LA DIAL ,UFA στις HDL, nonHDL και το ήπαρ, στα WΤHFD και στα ΤgHFD 3. Οι HSP70 : Τα διαγονιδιακά ζώα που φέρουν το γονίδιο hHsp70, φαίνεται ότι είτε σε έλλειψη είτε σε περίσσεια Ζn, που συνήθως συνοδεύoνται από μεταβολικό σύνδρομο, κατορθώνουν να διατηρούν καλλίτερους δείκτες λιπιδικού προφίλ σε σχέση με τα WT ζώα. Τα Τg εμφάνισαν σημαντικά χαμηλότερη CL ,TG , HDL σε σύγκριση με τα WT ενώ η HSP70 αύξησε σημαντικά την ενεργότητα της ολικής SOD στα ερυθρά αιμοσφαίρια. Η HSP70 μείωσε τα αθηρογόνα SFA και αύξησε τα αντιαθηρογόνα λιπίδια DIAL, DU, LA, UFA, SM στις HDL, nonHDL , και στο ήπαρ ποντικών που εκτέθηκαν σε HFD και σε όλες τις συγκεντρώσεις Zn. / Zinc –Zn controls lipid and glucose metabolism via Zn-transcription factors. High fat diets –HFDs lead to intracellular free radicals accumulation, decrease the transcriptional expression of their scavengers and anti-oxidative enzymes’ activity leading finally to metabolic syndrome. Heat shock proteins-HSPs play a significant role in cellular resistance response , as an adaptation mechanism, after exposure to various stimuli. SCOPE: To study the effects of nutritional Zn and HSP70s on the metabonomics of serum and liver lipids in mice MATERIALS-METHODS: Male mice: 1. Wild type (Wt) Hybrid (F1/F1) C57Bl/6 x CBA και 2. Transgenic (Tg) human HSP70 overexpressing mice, one month old, were subjected for 10 weeks to the following diets : Diet Number of Wt Number of Tg Chow Diet (30 Zn) 6 10 High Fat Diet (3 Zn) 13 12 High Fat Diet (30 Zn) 9 8 High Fat Diet (300 Zn) 12 12 Composition of the three HF Diets: 3mg, 30mg, 300mg Zn /kg τροφής (mucedoola s.r.l Ιtaly-55% Cal from greasy ingredients),Chow :control diet Biochemical analyses: Cholesterol ,Triglycerides ,HDL-cholesterol, Glucose ,Insulin Metals and antioxidative factors levels: SOD (red blood cells )TAC (blood serum) Zn , Cu (red blood cells and liver tissue) Lipids metabonomics : Blood serum and liver tissue extracts for 1H-NMR spectrum analysis and evaluation CONCLUSIONS 1. HFDiet significantly increased the rate of mice body weight gaining, as well as, cholesterol-CL, high density lipoproteins-HDL, insulin, in WT and Tg mice and decreased plasma total antioxidant capacity-TAC and red blood cell super oxide dismutase –SOD activity , in WT and Tg mice 2.Suficient nutritional Zn (30 mg/kg food) prevails as a crucial modulator of a protective hepato-lipidaemic profil of mice in high fat diet. Zinc deficiency or excessiveness , in HFDiets , decreases plasma TAC in WT and Tg mice, while SOD activity shows proportional to Zn levels. Zinc deficiency or excessiveness increases the atherogenic SFA and decreases the anti –atherogenic lipids : PC, DU, LA DIAL ,UFA, in HDL, nonHDL and liver, in WΤ-HFD and Τg-HFD mice 3. HSP70s : Transgenic mice over-expressing hHsp70 gene and exposed either to Zn deficiency or Zn excessiveness , both driving usually to metabolic syndrome , reveal significantly better lipid profile indicators, comparing to WT mice. Tg mice revealed significantly lower CL , TG , HDL levels compared to WT, while HSP70 in Τg mice significantly increased total SOD activity in red blood cells. HSP70 also decreased the atherogenic SFAs and increased the anti-atherogenic lipids DIAL, DU, LA, UFA, SM in HDL, nonHDL and in the liver of mice exposed to HFDiets and all Zn concentrations

Abstract : Pro-inflammatory cytokines play a key role in pathogenesis of obesity and non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD). IL-15 is a pro-inflammatory cytokine, which signals through a receptor complex composed of the IL-15 receptor (IL-15R) alpha chain, the IL-2/IL-15R beta chain and the common gamma chain. The functions of IL-15 have been extensively described in immune cells but less is known about its functions in others tissues such as the liver. The aim of this thesis is to investigate the role of IL-15 in fatty liver disease. C57BL/6 wildtype (WT) and IL-15 knockout (Il15[superscript -/-]) mice were maintained on high fat diet (HFD) or normal control diet (NCD). After 16 weeks, body weight, liver mass, fat accumulation in the liver, serum lipid levels and gene expression in the liver were evaluated. Intrahepatic lymphocytes (IHL) were also analysed. Primary hepatocytes were stimulated with IL-15 and chemokines gene expression was studied. IHLs were examined in WT, Il15[superscript -/-] and Il15ra[superscript -/-], as well as in macrophage- and hepatocyte-specific Il15ra[superscript -/-] mice. We found that IL-15 deficiency prevents weight gain and accumulation of lipids in the liver. Circulating levels of cholesterol and non-esterified fatty acids were elevated in WT mice but not in Il15[superscript -/-] mice. Hepatic expression of chemokines such as Ccl2, Ccl5 and Cxcl10 was increased in WT mice under HFD, but not in Il15[superscript -/-] mice. The livers of Il15[superscript -/-] and Il15ra[superscript -/-] mice also showed decreased expression of Tnfa and iNOS, and macrophage markers Cd68 and F4/80. Accordingly, stimulation of primary hepatocytes with IL-15 induced chemokine gene expression in WT but not in Il15ra[superscript -/-] hepatocytes. Furthermore, hepatocyte-specific ablation of IL-15Rαreduced infiltration of NK and NKT cells in the liver, suggesting that IL15Rα expression in the hepatocytes is needed for the recruitment and/or maintenance of the NK cell population in the liver. In conclusion, IL-15 promotes fat accumulation in the liver, and this is associated with increased inflammatory response in the liver. Increased availability of IL-15 in obesity may stimulate hepatocytes to secrete chemokines that promote hepatic inflammation resulting in fatty liver disease. IL-15Rα expression in hepatocytes appears to play a role in the maintenance of NK, NKT and iNKT cells. // Résumé : Les cytokines pro-inflammatoires jouent un rôle important dans la pathogenèse de l’obésité et la stéatose hépatique. L'IL-15 est une cytokine pro-inflammatoire qui est trans-présentée par l'IL-15Rα aux chaines IL-2/IL-15Rβ et γc. La fonction de l'IL-15 a été largement décrite dans les cellules immunitaires, mais ses fonctions dans d'autres tissus sont moins connues. Le but de ce mémoire est d'élucider le rôle de l'IL-15 dans la stéatose hépatique. Les souris C57BL/6 de type sauvage (WT) et Il15[indice supérieur -/-] ont été soumises à un régimehyperlipidique (HFD) ou à un régime normal. Après 16 semaines, le poids corporel, lamasse hépatique, l'accumulation de lipides dans le foie, les taux de lipides sériques et l'expression des différents gènes reliés à l’inflammation et au métabolisme dans le foie ont été évalués. Les lymphocytes intra-hépatiques (IHL) ont été également étudiés. Des hépatocytes primaires ont été stimulés avec IL-15, et l'expression génique de chimiokines a été déterminée. Les populations de IHLs ont été également caractérisées chez les souris WT, Il15[indice supérieur -/-] et Il15ra[indice supérieur -/-], ainsi que chez des souris dont la déficience dans l’expression d’IL-15Rα est ciblée aux macrophages ou aux hépatocytes. Nos résultats montrent que la déficience en IL-15 empêche l'accumulation de lipides dans le foie. Les taux de cholestérol et d’acides gras non estérifiés dans le sang étaient élevés chez les souris WT, mais pas chez les souris Il15[indice supérieur -/-]. L'expression hépatique des chimiokines Ccl2, Ccl5, Cxcl10 et des marqueurs de macrophages était augmentée chez les souris WT sous HFD, mais pas chez les souris Il15[indice supérieur -/-]. La stimulation des hépatocytes primaires avec l'IL-15 induit l'expression des gènes des chimiokines chez les hépatocytes WT, mais pas chez les Il15ra[indice supérieur -/-]. En outre, nous avons trouvé une infiltration réduite des cellules NK et NKT dans le foie des souris déficientes en Il15ra[indice supérieur -/-] dans les hépatocytes, ce qui suggère que l'expression d’IL15Rα chez les hépatocytes est nécessaire aurecrutement des cellules NK, NKT et / ou à leur maintien. En conclusion, nous proposons que l’IL-15 favorise l'accumulation de lipides dans le foie, et que ceci est associée à une réponse inflammatoire accrue. La disponibilité accrue de l'IL-15 dans l'obésité pourrait stimuler les hépatocytes à secréter des chimiokines ce qui favorise l'inflammation hépatique et conduirait à la stéatose hépatique. L’expression de l'IL-15Rα dans les hépatocytes semble jouer un rôle principal dans l’infiltration des cellules NK, NKT et iNKT dans le foie.