Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

La variété de l'offre alimentaire actuelle incite à l'hyperphagie qui est en partie responsable de la prise de poids corporel. Réduire la consommation est ainsi devenu une contrainte pour une certaine partie de la population. Dans ce contexte, les fibres, qui sont des glucides non-digestibles dans l'intestin grêle, permettent de réduire la prise alimentaire, d'atténuer les sensations de faim et/ou d'augmenter les sensations de satiété. Cependant, les mécanismes comportementaux, périphériques et centraux à l'origine de ces effets sont mal-connus. Leur capacité à maintenir cet effet anorexigène en présence d'autres nutriments comme les lipides et les protéines a également été très peu étudiée.L'étude de ces mécanismes est l'objet de cette thèse. Des fibres telles que la gomme de guar (GG) fortement viscosifiante et le fructo-oligosaccharide (FOS) très fermentescible ont été administrées, en début de journée, aux souris sous forme de solution à raison de 700 µL et à une dose de 3%, 5% et 14% via un gavage intra-gastrique. Cette étude a montré que les solutions fortement visqueuses, notamment le GG 5% et le mélange GG-FOS 14% étaient les seules capables d'exercer un effet anorexigène à court terme comparées aux solutions moins visqueuses comme l'eau, le GG 3%, le FOS 14% et les solutions de nutriments comme les protéines (peptides de caséine) et les lipides (huile de colza) qui fournissent 10% de l'ingéré calorique quotidien des animaux (1.2 kcal). Pour le cas du mélange visqueux GG-FOS 14%, la baisse de la prise alimentaire est due au rassasiement (réduction de 50% de la taille et de la durée du repas dans les 30 premières minutes post-ingestion). Cette baisse, non compensée jusqu'à la fin de la journée, n'est pas associée à une aversion gustative conditionnée. Ce rassasiement est dû à l'intégration au niveau du centre de contrôle de la taille du repas (NTS), des signaux vagaux de distension gastrique et de la cholecystokinine (CCK). Quand les fibres visqueuses GG 5% et GG-FOS 14% sont mélangées avec des protéines, elles perdent leur effet anorexigène. L'action de les mélanger avec les lipides a par contre montré que seul le mélange visqueux GG-FOS 14% est capable d'exercer un effet anorexigène. L'effet anorexigène du mélange lipide et GG-FOS 14% est dû au niveau de chaque repas aux signaux mécaniques gastriques et CCK vagaux, et à l'axe PYY- système mélanocortique hypothalamique pour le maintien de l'effet sur la journée.En conclusion, les fibres visqueuses sont des nutriments qui peuvent participer au contrôle de la prise alimentaire en stimulant le rassasiement. Elles sont capables de maintenir cet effet en milieu lipidique. Elles pourraient ainsi être ajoutées aux aliments riches en lipides pour mieux contrôler la prise alimentaire et le poids corporel. / The various types of food currently marketed encourage people to eat more, thus leading to weight gain, and reducing food intake has become challenging. To help deal with this, it was shown that dietary fibers decreased food intake and/or feelings of hunger while increasing those of satiety. However, the behavioral, peripheral and central mechanisms underlying this phenomenon are not well known. This study was undertaken in order to characterize these mechanisms. Dietary fibers such as the highly viscous guar gum (GG) and the highly fermentable fructo-oligosaccharide (FOS), in doses of 3%, 5% and 14%, were given to mice by intra-gastric gavage of 700 µL volume. It appeared that highly viscous fibers such as GG 5% and the mixture GG-FOS 14% were able to decrease food intake compared to less viscous preloads such as water, FOS and nutrient solutions (protein solution with casein peptides, lipid solution with rapeseed oil supplying 1.2 kcal or 10% of daily energy intake in mice). Specifically, the mixture GG-FOS 14% induced satiation by reducing the size and duration of meals during the first 30 min post-treatment. This effect was neither compensated for by the end of the day, nor was it associated with conditioned taste aversion. The GG-FOS 14% -induced satiation was due to gastric distension and vagal CCK signaling which were integrated at the level of the NTS, a nucleus controlling meal size. Moreover, mixing GG 5% and GG-FOS 14% with protein abolished their food intake inhibitory effect. In contrast, when mixed with lipid, GG-FOS 14% maintained its anorexigenic effect. The mixture of lipid and GG-FOS 14% stimulated satiation which involved vagal CCK signaling, gastric distension and the NTS. Additionally, the communication between systemic PYY and melanocortic neurons at the level of the hypothalamus was implicated in the anorexigenic effect of this mixtureIn conclusion, viscous dietary fibers can control food intake by stimulating satiation. They are able to maintain their anorexigenic effect in lipid media such that they can be added to foods containing more fat in order to control food intake and body weight.

L’agent pathogène responsable de la tuberculose, Mycobacterium tuberculosis, utilise principalement les lipides comme source d’énergie lors du processus infectieux. Cela suggère que les enzymes lipolytiques (ELs) sont des facteurs d’une importance cruciale, qui jouent un rôle essentiel pour la survie et la persistance du bacille au sein des granulomes tuberculeux. Dans ce contexte, nous nous sommes intéressés au rôle physiologique de la protéine LipY (Rv3097c), une TAG-hydrolase apparentée à la lipase Hormono-sensible humaine. En utilisant un modèle expérimental de « foamy » macrophages, nous avons démontré que cette protéine sécrétée par le système de sécrétion ESX-5 était responsable de l’hydrolyse des triacylglycerols (TAG) de l’hôte dans la lumière phagosomale. Dans une seconde étude, nous avons développé un modèle expérimental robuste et réversible basé sur la biodisponibilité en azote et en carbone, deux facteurs essentiels qui gouvernent la formation et l’hydrolyse de TAG sous la forme d’inclusions lipidiques intracytoplasmiques (ILI) chez les mycobactéries. La simplicité d’utilisation de ce modèle s’avère être un excellent système biologique permettant d’étudier les propriétés phénotypiques des bacilles riches en ILI. L’ensemble des résultats obtenus au cours de ces travaux de thèse confirme que certaines ELs sont directement impliquées dans la virulence et/ou la survie des mycobactéries pathogènes. De plus, une très grande partie de ce travail ouvre de nouvelles perspectives sur la caractérisation et l’inhibition d’acteurs protéiques essentiels au métabolisme des lipides in vivo, offrant ainsi de nouvelles opportunités pour lutter contre M. tuberculosis. / Mycobacterium tuberculosis, the pathogenic agent responsible for tuberculosis (TB), mainly uses lipids as a source of energy during the infectious process. This suggests that lipolytic enzymes (LEs) are crucial metabolic agents that play a critical role in the survival and persistence of the bacillus within TB granulomas. In this context, we investigated the physiological role of the LipY protein (Rv3097c), a TAG-hydrolase related to the human Hormono-sensitive lipase. Using an experimental model of "foamy" macrophages, we demonstrated that this protein which is secreted by the ESX-5 secretion system, was responsible for the hydrolysis of host-derived triacylglycerols (TAGs) within the phagosomal compartment. In a second study, we developed a robust and reversible experimental model based on the bioavailability of nitrogen and carbon, two essential factors that govern the formation and hydrolysis of TAGs in the form of intracytoplasmic lipid inclusions (ILI) in mycobacteria. The simplicity of this model proves to be an excellent biological system for studying the phenotypic properties of ILI-rich bacilli. All the results obtained during this thesis confirm that some LEs are directly involved in the virulence and/or survival processes of pathogenic mycobacteria. In addition, we truly believe that this work opens up new perspectives on the characterization and inhibition of protein, that are essential actors for lipid metabolism in vivo, thus offering new opportunities to better control M. tuberculosis.

Les mycobactéries, dont les plus connues sont Mycobacterium tuberculosis et Mycobacterium leprae, agents étiologiques de la tuberculose et de la lèpre respectivement, présentent une enveloppe complexe et atypique faisant l'objet de nombreuses études dans le cadre de la lutte contre ces pathologies. Cette enveloppe est composée d'une couche externe aussi appelée capsule dans le cas de bactéries pathogènes, d'une paroi (mycomembrane - arabinogalactane (AG) - peptidoglycane (PG)) et d'une membrane plasmique. La membrane externe des mycobactéries, appelée mycomembrane est composée de protéines et majoritairement d'acides mycoliques, acides gras à très longues chaînes a-ramifiés et ß-hydroxylés. Ces derniers sont retrouvés covalemment liés, d'une part au complexe AG-PG dans le feuillet interne de la mycomembrane, et d'autre part au tréhalose au niveau du feuillet externe de la mycomembrane. On trouve également en fonction des mycobactéries des lipides complexes dont la localisation exacte dans l'enveloppe n'est à ce jour pas clairement connue et reste sujette à débats. Ce travail a permis de mettre au point un protocole, en deux étapes majeures, permettant le fractionnement cellulaire de deux espèces mycobactériennes, M. aurum et M. smegmatis. Le but étant d'isoler les deux membranes mycobactériennes afin de déterminer leur composition en terme de lipides mais aussi de protéines. Tout d'abord, des culots enrichis en mycomembranes (liées à l'AG-PG) ou en membranes plasmiques sont obtenus par ultracentrifugations différentielles puis purifiés sur gradients de densité discontinus de saccharose. L'absence de contaminations des membranes entre elles est vérifiée grâce à des marqueurs spécifiques. Il a été montré que les phospholipides qui sont les composants majoritaires de la membrane plasmique sont également présents dans la mycomembrane à côté des mycolates de tréhalose. De plus ce travail a permis de montrer que les lipoglycanes, lipoarabinomannanes et lipomannanes, lipides possédant des propriétés antigéniques, sont retrouvés dans les deux fractions membranaires. Ce travail de fractionnement a été le point de départ d'une étude de protéomique afin d'identifier les protéines retrouvées spécifiquement au niveau de la mycomembrane-AG-PG mais également les protéines de la membrane plasmique, les protéines sécrétées et les protéines solubles, provenant des cytosol et périplasme. Une étude de dynamique par RMN sur les fractions membranaires natives menée conjointement avec l'étude protéomique, devrait permettre de mieux comprendre l'organisation de l'enveloppe cellulaire des mycobactéries ainsi que certains des mécanismes impliqués dans la pathogénicité. / Mycobacteria, including Mycobacterium tuberculosis and Mycobacterium leprae, etiological agents of tuberculosis and leprosy respectively, are composed of a complex and atypical cell wall, which is the focus of numerous studies in the context of the fight against these pathologies. This cell envelope, to which many biological properties have been attributed, is composed of three entities: an outer layer also called capsule in the case of pathogenic species, a cell wall and a plasma membrane. Within the mycobacterial cell wall, the outer membrane, called mycomembrane, is mainly composed of proteins and mycolic acids, very long chain a-branched and ß-hydroxylated fatty acids. These mycolic acids are found in the inner leaflet of the mycomembrane, covalently linked to the arabinogalactan-peptidoglycan complex (AG-PG), and in the outer leaflet where they are linked to trehaloses. Complex lipids are also known in mycobacteria, and may vary depending on the species, however their exact localization within the cell envelope is not yet clearly known and remains open to debate. In order to better delineate the composition of the two mycobacterial membranes, mycomembrane and plasma membrane, a two-step protocol was developed for cell fractionation of two mycobacterial species, M. aurum and M. smegmatis. Firstly, pellets enriched in mycomembranes (linked to AG-PG) or plasma membranes are obtained by differential ultracentrifugations. Then, these membrane pellets are purified using a sucrose step density gradient. To ensure the absence of cross-contaminations of the membranes, specific markers of each membranes are used. Phospholipids, which are the major components of the plasma membrane, are also found in the mycomembrane with trehalose mycolates. Moreover, this study allowed us to demonstrate that immunogenic lipoglycans, lipoarabinomannans and lipomannans, are found in the two mycobacterial membranes. Once the fractionation successfully achieved, it was possible to initiate proteomic studies in order to identify proteins that are specific of the mycomembrane-AG-PG but also those secreted or present in the soluble fraction, derived from the cytosol and periplasm compartments. Future NMR dynamic studies, to be performed on the native membranes, combined with the proteomic studies will help deciphering the organization of the mycobacterial cell envelope as well as the mechanisms involved in pathogenicity.

Les levures non-Saccharomyces, naturellement présentes dans les moûts, peuvent impacter positivement ou négativement la qualité des vins. Depuis quelques années, l’utilisation de cultures mixtes comme starters, associant une souche de Saccharomyces cerevisiae et une souche d’une autre espèce est proposée aux œnologues. C’est le cas du couple S. cerevisiae/Torulaspora delbrueckii. L’étude des interactions entre la souche T. delbrueckii Zymaflore Alpha et S. cerevisiae Zymaflore X5, de la société Laffort, a été réalisée. Les fermentations alcooliques ont été effectuées dans un réacteur à double compartiment permettant la séparation physique des levures tout en conservant l’homogénéité du milieu de culture. Les résultats ont mis en évidence que la séparation impacte la croissance des deux souches suggérant l’existence d’interactions de type cell-cell contact entre ces deux souches. Si une grande majorité de praticiens utilise désormais les levures sélectionnées, certains ont fait le choix de favoriser les populations autochtones de levures S .cerevisiae et de levures non-Saccharomyces. L’incidence de deux facteurs de l’environnement a été étudié sur un mélange de cinq espèces de non-Saccharomyces (T. delbrueckii, Metschnikowia spp., Candida zemplinina, Hanseniaspora uvarum, Pichia kluyveri) et de deux souches de S. cerevisiae (une à phase de latence courte, une à phase de latence longue) en cultures pures et en mélange. L’inoculation de la souche de S. cerevisiae à phase de latence longue dans un moût saturé en CO2 permet de stimuler les levures non-Saccharomyces d’intérêt (T. delbrueckii/P. kluyveri) tout en inhibant les espèces indésirables (H. uvarum, C. zemplinina). / Non-Saccharomyces yeasts, naturally found in grape must, can impact wine quality positively or negatively. In recent years, the use of mixed cultures as starters (association of S. cerevisiae species and other species) such as the couple Saccharomyces cerevisiae/Torulaspora delbrueckii is proposed to winemakers. Interactions between these two species have been studied with two commercial strains, T. delbrueckii Zymaflore Alpha and S. cerevisiae Zymaflore X5 (Laffort). Alcoholic fermentations were carried out in a fermentor with double compartment allowing a physical separation of yeasts and preserving the homogeneity culture medium. The results highlighted that the physical separation impacts the growth of both strains, suggesting interactions of type cell-cell contact between these two strains. If a large majority of winemakers use selected yeasts strains, some of them chose to favor native yeasts, S. cerevisiae species and non- Saccharomyces species. The impact of two environmental factors was investigated on five non-Saccharomyces species (T. delbrueckii, Metschnikowia spp., Candida zemplinina, Hanseniaspora uvarum, Pichia kluyveri) and two strains of S. cerevisiae (one with short fermentation lag phase, one with long fermentation lag phase), in pure and mixed cultures. The inoculation with S. cerevisiae with a long fermentation lag phase in a must saturated with CO2 allowed to stimulate some of non-Saccharomyces which present an interest in winemaking (T. delbrueckii/P. kluyveri) and inhibit the undesirable ones (H. uvarum, C. zemplinina).

Thèse de doctorat : Procédés biotechnologiques et alimentaires : Vandoeuvre-les-Nancy, INPL : 2005. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr.

Thèse de doctorat : Procédés biotechnologiques et alimentaires : Vandoeuvre-les-Nancy, INPL : 2006. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr.

Thèse d'exercice : Médecine. Médecine générale : Paris 12 : 2006. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. f. 70-76.

Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2007. / Bibliogr.: f. 82-89. Publié aussi en version électronique dans la Collection Mémoires et thèses électroniques.