Le TD2 est caractérisé par un état inflammatoire de bas grade qui compromet la sécrétion et l‘action de l‘insuline. L‘installation de cette inflammation semble être la conséquence de l‘intoxication aux polluants environnementaux tels que les POP (Polluants Organiques Persistants) et/ou le changement de la flore intestinale, induit par un régime riche en graisse (HFD). L‘intestin est l‘un des premiers tissus exposés aux bactéries pathogènes et à certains POP. Cet organe est aussi le premier impliqué dans la régulation de l‘homéostasie glucidique. Il est donc raisonnable de supposer qu‘une inflammation chronique de l‘intestin puisse avoir des conséquences sur le développement du TD2. Nos objectifs généraux étaient donc : d‘évaluer le rôle de l‘inflammation entérocytaire dans le développement du diabète TD2 et de clarifier l‘effet du Resvératrol (RSV) sur cette maladie. Nos résultats suggèrent que l'inflammation intestinale est impliquée dans l‘établissement d‘un TD2. Cette inflammation pourrait intervenir en libérant des cytokines inflammatoires, en diminuant le taux de GLP-1 et en favorisant le passage des facteurs diabétogènes, de l‘intestin vers les tissus cibles de l‘insuline. L‘induction ou la diminution de l‘inflammation intestinale par des facteurs inflammatogènes (BaP) ou anti-inflammatoires (RSV) sont respectivement associées à l‘aggravation ou à l‘amélioration de l‘état diabétique.Nous avons également montré que le RSV pourrait améliorer l‘état diabétique en normalisant la flore intestinale modifiée par un régime HFD et en augmentant la concentration de GLP-1.. De plus, une co-administration du RSV avec le sitagliptine, un inhibiteur de l‘enzyme DPP4, dégradant le GLP-1, montre une potentialisation de l‘effet du RSV par le sitagliptine: Ces résultats ouvrent la porte pour l‘utilisation de RSV dans la prévention et le traitement du TD2. / The TD2 is characterized by a low-grade inflammatory state that impairs the secretion and action of insulin. Environmental pollutants such as POP (Persistent Organic Pollutants) and the change in gut flora induced by a high fat diet (HFD), are suspected to play an important role in the installation of this inflammation.The intestine is one of the first tissues exposed to pathogenic bacteria and some POP. This organ is also the first take part in the regulation of glucose homeostasis. So, it is reasonable to assume that chronic inflammation of the bowel may affect the development of TD2. Our objectives were: to assess the role of inflammation in the enterocyte development of diabetes TD2 and clarify the effect of Resveratrol (RSV) on the disease.Our results suggest that intestinal inflammation is involved in the establishment of a TD2. This inflammation could affect TD2 through releasing inflammatory cytokines, reducing the concentration of GLP-1 and promoting the passage of diabetogenic factors from the intestine to target tissues of insulin. The induction or reduction of intestinal inflammation by factor inflammatory (BaP) or anti-inflammatory (RSV) are respectively associated with worsening or improvement of the diabetic state.We also showed that the RSV could improve the diabetic state by normalizing the intestinal flora modified by diet and HFD, by increasing the concentration of GLP-1. In addition, co-administration of sitagliptin with RSV, an inhibitor of the enzyme DPP4,which degrade GLP-1, shows a potentiation of the effect of RSV in the sitagliptin: These results open the door for the use of RSV in the prevention and treatment of TD2.Keywords: Resveratrol, type 2 diabetes

Les Bmps sont des morphogènes jouant des rôles dans l’embryogenèse et l’organogenèse du tube digestif. Les BR-Smads, Smad1, Smad5 et Smad8, sont les effecteurs intracellulaires de cette cascade de signalisation et ils assurent la biodiversité des réponses biologiques associées aux Bmps. Plusieurs études ont démontrées des rôles importants pour le TGF-β dans le cancer colorectal et l’inflammation intestinale. Cependant, très peu d’études se sont attardées aux rôles pouvant être joués par d’autres membres de la superfamille du TGF-β dans ces pathologies. Dans cette étude, le modèle de souris possédant la délétion de Smad5 strictement à l’épithélium a permis de démontrer le rôle spécifique de cet effecteur dans les diverses actions associées à la signalisation des Bmps dans ce compartiment cellulaire. La perte conditionnelle de Smad5 cause un allongement villositaire, une hyper migration et une relocalisation cytoplasmique de la E-cadhérine dans les cellules épithéliales. Cette étude permet de démontrer l’importance de la signalisation des Bmps dans les maladies inflammatoires intestinales, puisque les défauts occasionnés par la perte de Smad5 au niveau de l’épithélium entrainent une plus grande susceptibilité à l’inflammation intestinale et des défauts importants dans la réparation la barrière épithéliale. Des mutations causant l’inhibition de la signalisation des Bmps sont fréquemment retrouvées chez des patients atteints du syndrome de JPS possédant un risque élevé de développer le cancer colorectal. Des études ont démontré l’implication des Bmps dans le maintien de l’homéostasie et l’initiation de la polypose intestinale, sans toutefois discriminer le mécanisme et le type cellulaire responsable de l’induction de ce phénotype. Les études antérieures du laboratoire ont permis de démontrer que la perte des Bmps strictement épithéliale était insuffisante pour initier la polypose colique, suggérant une implication de cette signalisation au niveau des cellules extra-épithéliales. Le modèle murin ayant la délétion du récepteur Bmpr1a dans le mésenchyme seulement a permis de mettre en évidence un rôle essentiel de cette signalisation dans le contrôle du microenvironnement entourant les cellules épithéliales et l’induction de la polypose colique. Le modèle cellulaire a révélé un profil transcriptionnel s’apparentant à celui retrouvé dans le microenvironnement des tumeurs de cancer colorectal. Cette étude démontre que la signalisation des Bmps mésenchymateuse est primordiale pour contrôler l’homéostasie intestinale et l’initiation de la polypose.

La voie de signalisation ERK/MAPK est connue pour son implication dans la progression du cycle cellulaire et dans le contrôle de la différenciation dans les cellules épithéliales intestinales. La phosphatase cytoplasmique DUSP6 a pour seuls substrats les kinases ERK1/2, kinases effectrices de la voie ERK/MAPK. Son rôle dans le contrôle des différents processus influencés par la signalisation ERK/MAPK n’a encore jamais été étudié dans l’épithélium intestinal et colique, malgré l’implication connue de cette voie de signalisation dans le contrôle de la prolifération et de la différenciation des cellules épithéliales intestinales. Pour étudier son rôle dans le maintien de l’homéostasie intestinale, un modèle de souris invalidée pour Dusp6 a été utilisé. De façon intéressante, une augmentation de la prolifération cryptale et un allongement des cryptes ont été observés dans le côlon de souris Dusp6-/- comparé aux souris Dusp6+/+. Cette augmentation de la prolifération cryptale permet notamment un développement plus rapide d’organoïdes de côlon démontrant ainsi une meilleure capacité de régénération épithéliale. De plus, une augmentation du nombre de cellules caliciformes a été observée dans le côlon des souris invalidées pour Dusp6. Une augmentation du nombre de cellules de Paneth et des cellules intermédiaires Paneth/caliciformes a été aussi observée dans l’iléon des souris Dusp6-/-. Cette augmentation de la prolifération, de la différenciation des cellules à mucus et de la capacité de régénération protège l’épithélium colique d’un stress induit par un traitement au dextran sulfate (DSS). Pour étudier l’implication de la phosphatase DUSP6 dans la tumorigenèse colorectale, un modèle de souris ApcMin/+;Dusp6-/- a été généré. De façon intéressante, ces souris ont développé plus de polypes dans l’intestin grêle et dans le côlon que les souris ApcMin/+;Dusp6+/+. De plus, l’expression de DUSP6 en ARNm a été analysée dans des tumeurs colorectales humaines et pairées avec une marge saine. De manière intéressante, le niveau des transcrits de DUSP6 est diminué dans les tumeurs colorectales et ce, de façon plus prononcée dans les stades avancés. Finalement, le rôle de DUSP6 dans différents processus associés à la carcinogenèse a été étudié dans des cellules cancéreuses colorectales sous-exprimant DUSP6 grâce à un ARN interférant. Une augmentation de l’activité ERK1/2, de la capacité de croissance en indépendance d’ancrage et de la capacité invasive a été observée chez les cellules HT29 sous-exprimant DUSP6, mais pas chez les HCT116. En conclusion, DUSP6 est impliqué dans le maintien de l’homéostasie grâce à son contrôle de la prolifération cryptale et de la différenciation cellulaire. De plus, en inhibant l’activité ERK1/2, cette phosphatase régularise négativement la tumorigenèse intestinale.

SHP-2 est une tyrosine phosphatase impliquée dans la signalisation intracellulaire déclenchée par des facteurs de croissance, des cytokines pro-inflammatoires et des produits bactériens. Bien que cette phosphatase soit exprimée de manière ubiquiste et donc dans l’épithélium intestinal, son rôle dans ce tissu n'était pas connu. Afin de mieux comprendre les rôles joués par cette phosphatase dans l’intestin, nous avons généré un modèle murin de délétion conditionnelle de Shp-2 spécifiquement dans les cellules épithéliales intestinales (SHP-2[indice supérieur CEI-KO]). Nos résultats montrent que dès l'âge de 1 mois, toutes les souris expérimentales ont développé spontanément de l'inflammation au niveau du côlon. En fait, dans les cellules épithéliales intestinales, SHP-2 contrôle le niveau d’activation d’effecteurs de signalisation importants tels que les kinases ERK1/2 de même que les facteurs de transcription NFκB, STAT3 et β-caténine. En modulant ces voies de signalisation, SHP-2 contrôle des processus cellulaires primordiaux pour le maintien de l’homéostasie intestinale: la détermination des cellules à mucus et des cellules de Paneth, la composition de la flore, la perméabilité paracellulaire et la restitution épithéliale. La dérégulation de ces processus cellulaires peut expliquer l'apparition rapide d'inflammation colique chez les souris SHP-2C[indice supérieur EI-KO]. De plus, l'inflammation chronique observée chez les souris SHP-2[indice supérieur] CEI-KO entraîne avec l'âge le développement de cancer colorectal associé à la colite. Finalement, nos résultats chez l'humain montrent qu'il y a une diminution significative d'expression de SHP-2 chez les patients atteints de maladies inflammatoires intestinales comparativement aux patients témoins. Également, deux polymorphismes de PTPN11 sont retrouvés préférentiellement chez les patients atteints de colite ulcéreuse. En conclusion, nos résultats démontrent que la phosphatase SHP-2 protège l'épithélium intestinal contre l'inflammation et le cancer colorectal associé à la colite.

Les Hedgehogs (Hhs) sont des morphogènes indispensables au développement et à l'homéostasie de l'organisme, notamment dans la formation de l'intestin. La littérature y révèle l'importance d'Indian Hh dans le contrôle de la prolifération, de la différenciation des entérocytes et dans l'attraction des cellules immunitaires. Par contre, sa délétion ne récapitule pas l'inhibition de la voie Hh, soulevant ainsi l'hypothèse que Sonic Hh aurait des rôles complémentaires dans l'intestin. Nous avons donc voulu identifier les implications de Shh dans l'histologie, la prolifération et la différenciation de l'épithélium intestinal chez la souris adulte. Pour ce faire, nous avons utilisé le système de délétion conditionnelle Cre/loxP afin d'abolir l'expression de Shh au niveau de l'épithélium de l'intestin et du côlon, à l'aide du promoteur de la Villine . Des traitements au DSS sur 7 jours ont permis de simuler une colite ulcéreuse (CU) chez les animaux afin d'étudier les maladies inflammatoires intestinales (MII). Aucune anomalie histologique n'a été observée par coloration H&E, mais l'axe crypte-villosité était réduit de 16%. Une immunofluorescence dirigée contre PCNA relie ce résultat avec une réduction de 24% du nombre de cellules prolifératives dans l'iléon. Ensuite, Shh ne serait pas impliqué dans la différenciation des entérocytes et des cellules entéroendocrines, contrairement à Ihh. Par contre, les observations montrent une diminution de l'expression de Klf4 en qPCR et un défaut dans l'ultrastructure des vésicules de sécrétion des cellules caliciformes en microscopie électronique. La production des mucines acides et leur fucosylation sont aussi affectées par coloration. Il en résulte un défaut dans la sécrétion de la bicouche de mucus procurant une défense physique. Ensuite, une diminution de l'expression de Sox9 et de la taille des granules dans les cellules de Paneth est observée en absence de Shh. Une diminution de l'autophagie, associée à un réticulum endoplasmique relâché, semble être à la base de ce phénotype en immunobuvardage. Il en résulte un défaut dans la production des agents antimicrobiens, tels que le lysozyme et les a-défensines, en qPCR, suggérant un possible défaut dans la défense antimicrobienne. Bien que les altérations de la barrière intestinale laissent supposer un rôle dans l'inflammation, les souris expérimentales soumises au traitement DSS suggèrent que Shh ne module pas le développement de la CU mais pourrait avoir un rôle dans les étapes de restitution. Finalement, le niveau d'expression des effecteurs Hhs en qPCR lors des Mn et de la CU chez les souris de type sauvage révèle qu'Ihh et Glil sont fortement réduits dans ces pathologies. Les résultats obtenus démontrent que Shh et Ihh ont des rôles distincts dans l'intestin. Shh semble influencer positivement la prolifération et participe à la différenciation terminale des cellules caliciformes et de Paneth ainsi que dans le processus d'autophagie. Ensemble, les Hhs sont essentiels à l'homéostasie et sont impliqués dans la pathologie des MII.

Plusieurs études animales et cellulaires suggèrent un rôle protecteur pour l’oestrogène dans les maladies inflammatoires intestinales. L'oestrogène agit principalement via l’interaction avec ses récepteurs ER? et ER?. Puisqu'ER? est l’isoforme prédominant dans l'épithélium colique, celui-ci devrait y être le médiateur des effets de l'oestrogène. Dans cette étude, nous avons tout d'abord démontré que la perte d’ER? chez la souris augmente les signes d'inflammation dans un modèle murin de colite. Également, l’activation sélective d’ER? avec le diarylpropionitrile (DPN) réduit les signes de colite dans le même modèle. L'expression de la cytokine inflammatoire TNF? était réduite alors que celle des cytokines anti-inflammatoires TGF?1, TGF?2 et TGF?3 était augmentée dans le côlon des souris traitées au DPN. Des études réalisées dans les cellules cancéreuses du côlon LS1034 ont démontré que le DPN augmente la signalisation du TGF? et que cette régulation contribue en partie à l’effet anti-inflammatoire du DPN dans ces mêmes cellules. Bref, ces résultats suggèrent que l'activation pharmacologique d’ER? réduit l’inflammation intestinale en partie via la régulation de la voie du TGF? dans les cellules épithéliales intestinales. Le récepteur nucléaire ERR?, un régulateur clé du métabolisme énergétique, possède une forte homologie avec les ERs bien que celui-ci ne peut lier l’oestrogène. Son activité est plutôt régulée par la disponibilité des coactivateurs ainsi que par des modifications post-traductionnelles. La découverte d'un variant d'épissage pour ERR? (ERR? ?5) a soulevé un nouveau mécanisme de régulation d'ERR?. En effet, puisqu'ERR? ?5 ne pourrait interagir avec les coactivateurs, il pourrait donc agir comme dominant négatif sur l’activité d'ERR?. Dans cette étude, nous avons démontré qu'ERR? et ERR? ?5 colocalisent au noyau en plus d’interagir physiquement De plus, ERR? ?5 réduit l'activité transcriptionnelle d'ERR? ainsi que l'expression de ses gènes cibles. Tout comme ERR?, ERR? ?5 est exprimé dans une multitude de lignées normales et cancéreuses du côlon ainsi que dans des cellules ou tissus provenant de d'autres organes et de d’autres espèces animales. Par contre, la protéine ERR? ?5 est exprimée plus faiblement qu'ERR? puisqu’elle est instable et rapidement dégradée par le protéasome. Néanmoins, la surexpression d'ERR? ?5 réduit la croissance cellulaire et possiblement l'adhésion cellulaire. Bref, nos résultats démontrent qu’ERR? ?5 agit comme dominant négatif sur ERR? et que son expression transitoire pourrait donc affecter l’activité d'ERR? ainsi que ses fonctions biologiques. [symboles non conformes]

La protéine tyrosine phosphatase SHP-2 est connue pour jouer un rôle important dans le maintien de l’homéostasie de plusieurs tissus et organes par ses effets régulateurs sur plusieurs voies de signalisation intracellulaire. Notre laboratoire a récemment démontré que la délétion embryonnaire de SHP-2 (SHP-2CEI-KO) à l’épithélium intestinal entraîne le développement rapide d’une inflammation colique sévère. La délétion ayant lieu au stade embryonnaire, une altération dans le développement intestinal pourrait être en cause dans l’initiation de cette inflammation. Afin d’éliminer cette possibilité, un modèle de délétion conditionnelle inductible de SHP-2 dans les cellules épithéliales intestinales (SHP-2CEI-KOER) a été généré, la délétion ayant été induite par injection de tamoxifène trois mois après la naissance. Ce modèle a permis d’éliminer la composante développementale, la délétion ayant lieu chez la souris adulte. De manière intéressante, les souris subissant la délétion de SHP-2 développent aussi une inflammation colique suite à 18 jours de traitement au tamoxifène. Cette inflammation s’accompagne d’une diminution de l’activité de la signalisation MEK/ERK MAPK et d’une activation de la signalisation JAK/STAT. Des altérations dans la différenciation des cellules caliciformes et de Paneth sont observées, les souris expérimentales présentant une diminution du nombre de cellules caliciformes ainsi qu’une présence aberrante de cellules intermédiaires (précurseurs des cellules caliciformes) dans leur côlon. Cette diminution du nombre de cellules caliciformes est présente dès le 10e jour de traitement au tamoxifène, précédant donc l’apparition des signes d’inflammation colique, ceux-ci débutant seulement au 12e jour de traitement au tamoxifène. Nos résultats sur une lignée cellulaire capable de se différencier dans un phénotype caliciforme, les LS174T, montrent une activation de la voie Notch suite à l’inactivation de la voie ERK/MAPK, cette activation étant associée à une augmentation de l’expression des gènes associés aux cellules caliciformes. Ces résultats corrèlent avec l’observation que MEK/ERK est inhibée dans l’épithélium déficient pour l’expression de SHP-2 alors que celle de Notch est activée. Ces résultats nous indiquent donc un rôle important de la tyrosine phosphatase SHP-2 dans le maintien de l’homéostasie intestinale, et ce, même chez l’adulte. L’inactivation de SHP-2 résulte en effet dans la perte de l’intégrité de la muqueuse colique amenant l’inflammation. De manière intéressante, des polymorphismes (SNP) dans le gène encodant SHP-2 ont été récemment associés à une susceptibilité accrue à développer une colite ulcéreuse chez des patients. Pris ensemble, ces résultats suggèrent donc que SHP-2 pourrait constituer une nouvelle cible dans le traitement des maladies inflammatoires intestinales.

L’épithélium intestinal, siège de l’absorption des (micro)-nutriments est aussi le premier système de défense de l’organisme. Un déséquilibre dans l’homéostasie peut être à l’origine d’une réaction inflammatoire associée à des défauts de la barrière intestinale et de la fonction immunitaire, ainsi qu’une malabsorption des nutriments, comme rencontré dans les MICI (Maladies Inflammatoires Chroniques de l’Intestin), dans les stratégies de fortification en micronutriments et les pathologies non transmissibles (obésité). Il est donc important de trouver des moyens d’action, via l’alimentation par exemple, pour prévenir ou au minima réduire, les conséquences nutritionnelles et pathologiques de l’inflammation intestinale, et de comprendre les mécanismes impliqués. Parmi les modèles d’études de l’intestin, les modèles in vitro de culture cellulaire sont de plus en plus utilisés et permettent d'évaluer les mécanismes moléculaires d'une manière simple et reproductible et de réduire l'expérimentation animale.Dans ce contexte et dans le but d’étudier l’interaction de composés bioactifs de l’alimentation avec l’intestin en état d’inflammation, le premier objectif de ce travail de thèse a été la mise au point d’un modèle in vitro d’intestin enflammé associant en co-culture deux lignées intestinales humaines : les Caco-2 TC7 (entérocytes) et HT29-MTX (cellules caliciformes) et une lignée immunitaire de macrophages (THP1). Plusieurs marqueurs d’inflammation ont été évalués et nous avons pu montrer que le modèle de tri-culture répondait à un stimulus inflammatoire (LPS/IFNγ), par une augmentation de la production de cytokines pro-inflammatoires (TNF-α, IL6 et IL8) et d’enzymes (INOS et COX2) ainsi que l’expression de leurs gènes. Par ailleurs, une augmentation de la perméabilité épithéliale via une altération des jonctions serrées (TJs) a également pu être mise en évidence ainsi qu’une surproduction de mucus, lesquels sont des caractéristiques reconnus d’inflammation.Le deuxième objectif était d’étudier l’interaction de la β-cryptoxanthine (BCX), caroténoïde des agrumes, lipophile et anti-oxydant, avec le modèle enflammé. Nous avons utilisé pour solubiliser la BCX deux types de micelles (artificielles et physiologiques) et étudié les marqueurs d’inflammation. Bien qu’il semble d’après les résultats préliminaires que les micelles de BCX montrent une tendance à diminuer la production de certaines cytokines (IL6 et IL8), le rôle des constituants des micelles (Tween 40 ou sels biliaires/phospholipides) dans ce phénomène observé et dans la perméabilité épithéliale reste à clarifier par la suite. / The intestinal epithelium, main place of the absorption of (micro)-nutrients is also the first body's defense system. An imbalance in homeostasis can lead to an inflammatory reaction associated with defects in the intestinal barrier and immune function as well as malabsorption of nutrients, as seen in IBD (Inflammatory Bowel Diseases), in micronutrient fortification strategies and noncommunicable diseases (obesity). It is therefore important to find ways of action, for example through diet, to prevent or at least reduce the nutritional and pathological consequences of intestinal inflammation, and to understand the mechanisms involved. Among intestinal models, in vitro cell culture models are increasingly used and allow to evaluate the molecular mechanisms in a simple and reproducible way and to reduce animal experimentation.In this context and in order to study the interaction of dietary bioactive compounds with the intestine in state of inflammation, the first objective of this work was the development of an in vitro model of inflamed intestine combining in co-culture two human intestinal cell lines: Caco-2 TC7 (enterocytes) and HT29-MTX (goblet cells) and an immune cell line of macrophages (THP1). Several inflammation markers were evaluated and we were able to show that the tri-culture model responded to an inflammatory stimulus (LPS / IFNγ), by increasing the production of pro-inflammatory cytokines (TNF-α, IL6 and IL8) and enzymes (INOS and COX2) as well as the expression of their genes. In addition, an increase of epithelial permeability via tight junctions (TJs) alteration has also been demonstrated, as well as overproduction of mucus, which are recognized inflammation characteristics.The second objective was to study the interaction of β-cryptoxanthin (BCX), a lipophilic and antioxidant carotenoid of citrus, with the inflamed model. To solubilize BCX, we used two types of micelles (artificial and physiological) and studied markers of inflammation. Although it appears from the preliminary results that BCX micelles show a tendency to decrease the production of some cytokines (IL6 and IL8), the role of micelle constituents (Tween 40 or bile salts / phospholipids) in the phenomenon observed and in the epithelial permeability remains to be therefore clarified.

Chez les rongeurs rendus obèses par un régime hyper-lipidique, un changement du microbiote est associé à une altération de la perméabilité intestinale, augmentant le passage d’antigènes alimentaires ou bactériens et contribuant à une inflammation chronique de bas grade et une insulinorésistance. Cependant chez l’homme, les modifications de perméabilité intestinale, son impact sur les altérations métaboliques, inflammatoires systémiques et tissulaires sont peu documentées. L’objectif de ce travail est de caractériser la perméabilité intestinale (i.e. jéjunum) et les mécanismes impliqués dans sa régulation dans l’obésité humaine sévère en conditions de jeûne (basal) et après un apport aigu de lipides selon des approches complémentaires in vivo (biomarqueurs), ex vivo (chambre de Ussing, étude des protéines de jonctions serrées en immunofluorescence) et in vitro (lignée cellulaire Caco-2/TC7). A l’état basal nous avons observé une diminution de la localisation de l’occludine et de la tricelluline dans les jonctions serrées au niveau du jéjunum et des taux circulants en zonuline et LPS binding protéine plus élevés chez les obèses. La perméabilité Jéjunale basale mesurée ex vivo en chambre de Ussing était comparable entre obèses et non obèses avec cependant des liens entre ces mesures et les paramètres de l’inflammation systémique chez les patients obèses (CRP et Haptoglobine). Une charge unique en lipides alimentaires, entrainait une augmentation rapide et significative de la perméabilité aux macromolécules (FITC-Dextran 4 kDa) in vitro et ex vivo, démontrant ainsi l’effet direct des lipides postprandiaux sur la barrière épithéliale. La perméabilité aux macromolécules après exposition aux lipides était plus élevée chez les patients obèses à fortiori diabétiques de type 2 et était associée à l’inflammation systémique (CRP) et intestinale (calprotectine fécale). Ainsi, nos résultats mettent en évidence un défaut de la barrière intestinale dans l'obésité caractérisée par une hyperperméabilité jéjunale démasquée par les lipides alimentaires et associée à l’inflammation et aux troubles métaboliques. / Intestinal barrier damage is associated with low-grade inflammation and metabolic impairment in rodent models of obesity. Whether intestinal permeability is altered in human metabolic disorders remains poorly investigated. Using a large cohort of well-characterized obese subjects and a human enterocyte model, we examined intestinal permeability in the basal state and after a challenge by a lipid load. We showed a reduction of occludin and tricellulin at jejunal tight junctions and increased serum levels of zonulin and LPS-Binding Protein in obese subjects. Jejunal permeability, directly measured in Ussing chambers in the fasting condition, was not significantly increased compared to non-obese subjects. Nevertheless, within the obese cohort, high permeability was associated with systemic inflammation (CRP and haptoglobin). A single lipid load increased permeability both in Caco-2/TC7 cells and ex vivo in human jejunum, demonstrating dietary lipids’ direct effects on the epithelial barrier. Permeability after the lipid load was significantly higher in the jejunum of obese subjects and associated with systemic and intestinal inflammation (CRP and fecal calprotectin) and type 2 diabetes. Thus, our results highlight an intestinal barrier defect in obesity, with a jejunal permeability increased by a lipid challenge and linked to inflammatory and metabolic impairments.

Les patients fibrose kystique (FK) souffrent de complications digestives qui incluent une inflammation intestinale modérée dont l’étiologie est méconnue. Les personnes atteintes de FK présentent également une malabsorption des vitamines liposolubles, telles la vitamine D. Or, la vitamine D possède des propriétés immunomodulatrices et anti-inflammatoires. Le présent projet vise à investiguer le rôle du CFTR, dont le gène est muté dans la FK, dans l’étiologie de cette inflammation intestinale et à étudier le potentiel anti-inflammatoire de la vitamine D sur celle-ci. Le CFTR a été invalidé génétiquement par la méthode des ARN interférents (shRNAi) et/ou inhibé pharmacologiquement par l’utilisation d’un antagoniste inhibiteur spécifique (CFTRinh-172). Un état inflammatoire a été induit par les cytokines pro-inflammatoires TNF-α et IL-1β. Afin d’évaluer le rôle anti-inflammatoire de la vitamine D, les cellules ont été pré-traitées avec la forme bioactive de la vitamine D, la 1,25(OH)2D3. La sécrétion et l’expression génique d’interleukine-8, ainsi que l’activation de la voie de signalisation p38MAPK et du facteur de transcription NFκB ont été évaluées. Pour explorer la voie par laquelle la vitamine D exerce ses actions anti-inflammatoires, les cellules ont été pré-incubées avec le BIRB796 pour inhiber la voie p38MAPK. Finalement l’expression génique du récepteur nucléaire de la vitamine D et des hydroxylases intestinales impliquées dans son métabolisme a été déterminée. Nos résultats suggèrent que le CFTR a un rôle dans l’étiologie de l’inflammation intestinale associée à la FK. De plus, la vitamine D semble moduler à la baisse la réponse inflammatoire de la cellule intestinale dont le CFTR a été génétiquement invalidé. / Cystic fibrosis (CF) patients suffer from various digestive complications including moderate intestinal inflammation which etiology is unknown. Individuals with CF also display malabsorption of fat-soluble vitamins; including vitamin D. Vitamin D is a hormone that has immunomodulatory and anti-inflammatory properties. This project aims to investigate the role of CFTR, the mutated gene in CF, in the etiology of CF-related intestinal inflammation and to study the anti-inflammatory potential of vitamin D at this level. CFTR was genetically depleted by means of short hairpin RNA interference (shRNAi) and/or pharmacologically inhibited by the use of a specific inhibitor (CFTRinh-172). An inflammatory state was induced by pro-inflammatory cytokines TNF-α and IL-1β. To evaluate the anti-inflammatory role of vitamin D, cells have been pre-treated with the bioactive form of vitamin D, 1,25(OH)2D3. The secretion and gene expression of interleukin-8, as well as the activation of the p38MAPK signaling pathway and the NFκB transcription factor were assessed. To explore how vitamin D exerts its anti-inflammatory actions, cells were incubated with the BIRB796 to inhibit the p38MAPK pathway. Finally, gene expression of the vitamin D nuclear receptor and the intestinal hydroxylases involved in vitamin D metabolism were assessed. Our results suggest that CFTR plays a role in the etiology of intestinal inflammation associated with CF and that vitamin D reduces the inflammatory responses of CFTR knockdown cells.