Thèse ou mémoire avec insertion d'articles. / La prévalence de l'obésité a atteint des proportions pandémiques et représente un facteur de risque majeur pour une variété de désordres métaboliques, dont la résistance à l'insuline et la dyslipidémie, ce qui contribue l'apparition de troubles cardiométaboliques comme le diabète de type 2 et la stéatose hépatique non-alcoolique. Pour tenter de freiner la prévalence de l'obésité et les comorbidités qui y sont associées, plusieurs stratégies nutritionnelles ont été élaborées. Pourtant, l'efficacité de ces approches est encore limitée, ce qui renforce l'urgence d'identifier de nouvelles cibles thérapeutiques. Une abondante littérature scientifique a établi une relation entre le microbiote intestinal et les maladies cardiométaboliques. Ainsi, les travaux de cette thèse regroupent plusieurs interventions nutritionnelles visant à étudier la relation entre le microbiote intestinal et la progression de ces désordres métaboliques chez la souris et l'humain. D'une part, les polyphénols suscitent un important intérêt dans le contexte de l'amélioration du profil métabolique et du microbiote intestinal. L'impact des anthocyanines et des proanthocyanidines isolés de bleuets en corymbe (*highbush*) sur la santé métabolique et le microbiote intestinal a été évalué chez la souris dans le premier chapitre de cette thèse. Ces travaux ont montré que les polyphénols prévenaient la détérioration du profile métabolique, et que certains paramètres étaient transmissibles par transplantation fécale. Des études animales antérieures ont aussi montré qu'un extrait de camu-camu riche en polyphénols prévenait le gain de poids, protégeait contre la stéatose hépatique en modifiait la composition du microbiote intestinal dans un modèle de souris obèse, mais aucun essai clinique n'avait encore étudié l'impact du camu-camu sur ces paramètres. Chez des sujets présentant une détérioration métabolique, la supplémentation en camu-camu s'est traduite par une diminution de la graisse hépatique et des niveaux circulants de marqueurs de lésions hépatiques. Ces changements étaient également associés à une modification dans la composition du microbiote intestinal. D'autre part, la consommation excessive de sucres ajoutés est reconnue comme étant néfaste pour la santé cardiométabolique. Pourtant, les méta-analyses indiquent que leur remplacement par des édulcorants artificiels non-caloriques ne se traduit pas systématiquement par une diminution de la prévalence des désordres métaboliques. Le stévia est un édulcorant naturel associé à des effets neutres ou bénéfiques sur la santé métabolique, mais son arrière-goût décourage plusieurs consommateurs. L'isolation des composantes sucrées du stévia au profil gustatif amélioré, dont les rebaudiosides A (RebA) et D (RebD), représente une alternative, mais leur impact sur la santé reste peu étudié à ce jour. L'objectif du chapitre trois était d'étudier l'impact du RebA et du RebD sur la santé métabolique et le microbiote intestinal chez la souris. Le RebD a diminué le gain de poids, la stéatose hépatique et un marqueur d'endotoxémie métabolique en plus de modifier le métabolisme des acides biliaires et la composition du microbiote intestinal. Le RebA a eu un effet neutre sur ces paramètres. Une autre stratégie nutritionnelle identifiée pour se prémunir des effets néfastes associés à la surconsommation de sucres ajoutés est de remplacer les sucres raffinés par des sucres moindrement transformés et riches en composés phytochimiques, comme le sirop d'érable. Dans le quatrième chapitre de cette thèse, la substitution de sucres raffinés par une dose équivalente de sirop d'érable représentant 10% de l'apport calorique total chez la souris s'est traduite par une moins grande détérioration de la résistance à l'insuline, une diminution de la stéatose hépatique et par des changements dans la composition et les fonctions du microbiote intestinal. Enfin, le cinquième chapitre de cette thèse visait à étudier l'impact d'une substitution de sucres raffinés par une dose équivalente de sirop d'érable correspondant à 5% de l'apport calorique total sur les paramètres cardiométaboliques et le microbiote intestinal fécal de sujets présentant une détérioration métabolique. Cette étude a montré que le sirop d'érable réduisait plusieurs facteurs de risque cardiométabolique, dont la tension artérielle systolique, l'aire sous la courbe de la glycémie lors du test de tolérance au glucose et la graisse abdominale androïde, en plus de tendre à réduire la pression artérielle diastolique par rapport au placébo. Les travaux de cette thèse montrent qu'il existe une relation étroite entre l'alimentation, le microbiote intestinal et la santé métabolique. Ce manuscrit propose des pistes d'interventions nutritionnelles susceptibles d'enjoindre la population à effectuer de meilleurs choix alimentaires pour prévenir les désordres métaboliques. / The prevalence of obesity has reached pandemic proportions and represents a major risk factor for a variety of metabolic disorders, such as insulin resistance and dyslipidemia, which contribute to the development of cardiometabolic disorders such as type 2 diabetes (T2D) and non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD). To decrease the prevalence of obesity and its associated comorbidities, several nutritional strategies have been developed. However, the effectiveness of these approaches is still limited, which reinforces the urgency of identifying new therapeutic targets. An abundant scientific literature has established a relationship between the gut microbiota and cardiometabolic diseases. This thesis gathers several nutritional interventions aimed at studying the relationship between the gut microbiota and the progression of these metabolic disorders in both mice and humans. Polyphenols are attracting significant interest in the context of improving metabolic health and modifying the gut microbiota composition. The impact of anthocyanins and proanthocyanidins isolated from highbush blueberry on metabolic health and gut microbiota was assessed in mice in the first chapter of this thesis. This work showed that polyphenols prevented the deterioration of the metabolic profile, and that certain parameters were transmissible by fecal transplantation. Previous animal studies have also shown that a polyphenol-rich camu-camu extract prevented weight gain, protected against fatty liver disease, and altered the composition of the gut microbiota in an obese mouse model, but no clinical trial had further studied the impact of camu-camu on these parameters. In subjects presenting mild metabolic deterioration, camu-camu supplementation resulted in decreased liver fat and lower circulating markers of liver injury. These changes were also associated with changes in the gut microbiota composition. Excessive consumption of added sugars is known to be detrimental to cardiometabolic health. However, meta-analyses indicate that their replacement by non-caloric artificial sweeteners does not systematically result in a decrease in the prevalence of metabolic disorders. Stevia is a natural sweetener associated with neutral or beneficial effects on metabolic health, but its bitter aftertaste discourages many consumers. The isolation of the sweet components of stevia with an improved taste profile, including rebaudiosides A (RebA) and D (RebD), represents an interesting alternative, but their impact on health remains poorly studied to date. The objective of chapter three was to investigate the impact of RebA and RebD on metabolic health and gut microbiota in mice. RebD decreased weight gain, hepatic steatosis, and a marker of metabolic endotoxemia in addition to altering bile acid metabolism and gut microbiota composition. RebA had a neutral effect on these parameters. Another nutritional strategy identified to prevent the harmful effects associated with the overconsumption of added sugars is to replace refined sugars with sugars that are less processed and rich in phytochemicals, such as maple syrup. In the fourth chapter of this thesis, the substitution of refined sugars by an equivalent dose of maple syrup representing 10% of the total caloric intake in mice was less deleterious on insulin resistance and hepatic steatosis and was associated with changes in the composition and functions of the gut microbiota. Finally, the fifth chapter of this thesis aimed to study the impact of substituting refined sugars by an equivalent dose of maple syrup corresponding to 5% of the total caloric intake on cardiometabolic parameters and the gutmicrobiota composition of subjects with mild metabolic deterioration. This study showed that maple syrup reduced several cardiometabolic risk factors, including systolic blood pressure, area under the glucose tolerance test, and android abdominal fat, and tended to decrease diastolic blood pressure compared to placebo. The work of this thesis shows that there is a close relationship between the diet, the gut microbiota and metabolic health. This manuscript proposes avenues for nutritional intervention likely to enjoin the population to make better food choices to prevent metabolic disorders.

L'axe microbiote-intestin-cerveau a été associé avec de nombreuses pathologies comme le trouble du spectre de l'autisme et la stéatose hépatique non alcoolique. Au cœur de cet axe se trouve le microbiote intestinal qui semble jouer un rôle important dans la physiopathologie de ces maladies. Ainsi, moduler la composition et la fonctionnalité du microbiote intestinal avec des composés riches en polyphénols, molécules aux effets prébiotiques, représente une piste thérapeutique prometteuse. Les travaux de cette thèse portent sur l'implication du microbiote intestinal et sa modulation par les polyphénols dans un contexte de maladies métaboliques et neurodéveloppementales. Dans le chapitre 1, nous avons développé et construit un modèle in vitro pour cultiver et étudier le microbiote intestinal. Nos travaux démontrent que notre modèle in vitro fournit un environnement favorable à la croissance du microbiote intestinal humain et imite sa réponse à un prébiotique comme l'amidon résistant de type 2. Dans le chapitre 2, nous avons déterminé la composition bactérienne des microbiotes intestinaux et la production associée de métabolites microbiens provenant de jumeaux monozygotes avec un diagnostic opposé pour le trouble du spectre de l'autisme. Nos données suggèrent qu'en l'absence de facteurs confondants (génétique, environnement, âge, sexe), le jumeau atteint de trouble du spectre de l'autisme présente des bactéries spécifiques ainsi qu'un métabolome fécal altéré avec notamment une excrétion diminuée des acides gras à courtes chaînes et des acides biliaires secondaires par rapport à son jumeau neurotypique. Nous avons cultivé dans notre modèle in vitro les microbiotes issus du couple de jumeaux et étudié deux produits issus du camu-camu (CC) sur la population bactérienne et la production d'acides gras à courte chaîne sur ces microbiotes. Nos résultats suggèrent que les effets de type prébiotiques du CC semblent dépendre de leur composition en sucres et en polyphénols soulignant la nécessité de considérer la composition des produits aux effets prébiotiques pour leur utilisation future en tant qu'approche thérapeutique des symptômes associés au trouble du spectre de l'autisme. Dans le chapitre 3, nous avons étudié si une supplémentation en CC offrait chez l'humain les mêmes effets que dans une étude précédente préclinique avec une prévention du gain de poids, une protection contre la stéatose hépatique associée à une modulation du microbiote intestinal. Nous avons réalisé une étude clinique randomisée, contrôlée par placebo, en chassé-croisé avec des périodes d'intervention de 12 semaines sur 32 sujets en surpoids et hypertriglycéridémiques. La supplémentation en CC a diminué la teneur relative en graisse hépatique de 14,6 % et a diminué les taux circulants d'aspartate et d'alanine aminotransférases, qui sont des marqueurs de lésions hépatiques. Ces changements étaient associés à des modifications du microbiote intestinal. Ce chapitre montre la pertinence clinique du CC pour la prévention de la stéatose hépatique chez des personnes en surpoids avec une détérioration métabolique. Les travaux de cette thèse ont permis d'avancer nos connaissances sur le lien entre des pathologies comme le trouble du spectre de l'autisme ou la stéatose hépatique non alcoolique et le microbiote intestinal chez l'humain, et d'évaluer les effets bénéfiques d'un produit riche en polyphénols aux effets prébiotiques. / The microbiota-gut-brain axis has been associated with numerous pathologies such as autism spectrum disorder and non-alcoholic fatty liver disease. At the heart of this axis is the intestinal microbiota, which seems to play an important role in the pathophysiology of these diseases. Thus, modulating the composition and functionality of the intestinal microbiota with compounds rich in polyphenols, molecules with prebiotic effects, represents a promising therapeutic avenue. The work of this thesis focuses on the involvement of the intestinal microbiota and its modulation by polyphenols in the context of metabolic and neurodevelopmental diseases. In Chapter 1, we developed and constructed an in vitro model to cultivate and study the gut microbiota. Our work improved that our in vitro model provides a favorable environment for the growth of human gut microbiota and mimics its response to a prebiotic like resistant starch type 2. In Chapter 2, we determined the bacterial composition of gut microbiota and the associated production of microbial metabolites from monozygotic twins with an opposite diagnosis for autism spectrum disorder. Our data show that in the absence of confounding factors (genetic, environment, age, sex), the twin with autism spectrum disorder presents specific bacteria as well as an altered fecal metabolome with in particular a reduced excretion of short chain fatty acids and secondary bile acids compared to its neurotypical twin. We cultivated the microbiota from the pair of twins in our in vitro model and studied two products from camu-camu (CC) on the bacterial population and the production of short-chain fatty acids on these microbiotas. These results revealed that the prebiotic-like effects of CC seem to depend on their composition of sugars and polyphenols necessarily the need to consider the composition of the prebiotic effects for their future use as a therapeutic approach to the symptoms associated with the autism spectrum disorder. In Chapter 3, we studied whether CC supplementation offered the same effects in humans as in a previous preclinical study with prevention of weight gain, protection against hepatic steatosis associated with modulation of the intestinal microbiota. We performed a randomized, placebo-controlled, crossover clinical study with 12-week intervention periods in 32 overweight and hypertriglyceridemic subjects. CC supplementation decreased relative hepatic fat content by 14.6% as compared to placebo, and decreased circulating levels of aspartate and alanine aminotransferases, which are markers of liver damage. These effects were associated with changes in the gut microbiota. This chapter shows the clinical relevance of CC for the prevention of hepatic steatosis in overweight people with metabolic deterioration. The work of this thesis has advanced knowledge of the link between pathologies such as autism spectrum disorder or non-alcoholic fatty liver disease and the intestinal microbiota in humans, and further evaluated the beneficial effects of a product rich in polyphenols with prebiotic effects.

Le diabète de type 2 (DT2) est une maladie chronique dont la prévalence mondiale a augmenté de manière dramatique au cours des dernières décennies. Cette augmentation alarmante est étroitement corrélée avec l'augmentation de la prévalence de l'obésité et des maladies cardiovasculaires. Le DT2 est une maladie caractérisée par une l'altération de l'homéostasie du glucose, notamment par une augmentation de la production hépatique de glucose. Des études récentes indiquent que le système nerveux sympathique (SNS) participe au contrôle du métabolisme hépatique, et que son fonctionnement est altéré en contexte pathologique. En effet, on observe un état d'hyperactivité du SNS au niveau hépatique dans un modèle murin de maladie hépatique stéatosique associée à un dysfonctionnement métabolique (MASLD) induite par la diète. De plus, la distribution des fibres nerveuses dans le foie est altérée dans des contextes pathologiques associés à des désordres métaboliques. Ceci nous a amené à suggérer que le DT2 est une maladie du système nerveux autonome, résultant notamment d'altérations dans la communication SNS-foie. Bien que les adrénocepteurs de type alpha-1 aient été suggérés pour jouer un rôle dans l'homéostasie glucidique du foie, les sous-types spécifiques impliqués sont inconnus, principalement en raison des limites des outils pharmacologiques. Les évidences actuelles suggèrent que le SNS régule le métabolisme hépatique via l'activation du récepteur adrénergique alpha-1b (ADRA1B). Afin d'étudier le rôle d'ADRA1B dans le métabolisme hépatique, nous avons développé un modèle murin permettant la délétion d'ADRA1B spécifiquement dans le foie. Les travaux réalisés dans le cadre de cette thèse ont révélé que la suppression sélective d 'Adra1b dans le foie de souris a un impact métabolique limité en condition physiologique. Cependant, en contexte obésogène, la perte d'ADRA1B dans les hépatocytes a aggravé l'obésité induite par l'alimentation, la résistance à l'insuline et l'intolérance au glucose chez les souris femelles, mais pas chez les souris mâles. Chez les femelles obèses, cela s'est accompagné d'une capacité gluconéogénique hépatique réduite et d'une reprogrammation du tissu adipeux gonadique associé à une hyperleptinémie. Nos données mettent en évidence les mécanismes dépendants du sexe par lesquels le SNS régule l 'homéostasie énergétique et glucidique via l'ADRA1B hépatique. De fait, nos travaux dévoilent la première caractérisation de l'impact sur le métabolisme hépatique de la délétion d'Adra1b spécifiquement dans le foie chez des souris mâles et femelles. L'ensemble de nos résultats confirment le rôle d'ADRA1B dans le métabolisme hépatique. / Type 2 diabetes (T2D) is a chronic disease whose global prevalence has dramatically increased over the past few decades. This alarming rise is closely correlated with the increasing prevalence of obesity and cardiovascular diseases. T2D is characterized by impaired glucose homeostasis, particularly through increased hepatic glucose production. Recent studies indicate that the sympathetic nervous system (SNS) plays a role in the regulation of hepatic metabolism, and that its functioning is altered in pathological contexts. Indeed, a state of hyperactivity of the SNS is observed at the hepatic level in a murine model of diet-induced metabolic dysfunction-associated steatotic liver disease (MASLD). Furthermore, the distribution of nerve fibers in the liver is also altered in pathological contexts associated with metabolic disorders. This has led us to suggest that T2D is a disease of the autonomic nervous system, resulting in particular from alterations in SNS-liver communication. Although hepatic alpha-1 adrenergic receptors have been suggested to play a role in glucose homeostasis, the specific subtypes involved remain unknown, mainly due to the limitations of pharmacological tools. Current evidence suggests that the SNS regulates hepatic metabolism via the activation of the alpha-1b adrenergic receptor (ADRA1B). To study the role of ADRA1B in hepatic metabolism, we developed a murine model allowing for the deletion of Adra1b specifically in the liver. The work conducted in this thesis revealed that the selective deletion of Adra1b in the liver of mice has a limited metabolic impact under physiological conditions. However, in an obesogenic context, the loss of Adra1b in hepatocytes exacerbated diet-induced obesity, insulin resistance, and glucose intolerance in female, but not in male, mice. In obese females, this was accompanied by reduced hepatic gluconeogenic capacity and reprogramming of gonadal adipose tissue with hyperleptinemia. Our data highlight sex-dependent mechanisms by which the SNS regulates energy and glucose homeostasis via hepatic ADRA1B. Thus, our work unveils the first characterization of the impact on hepatic metabolism of Adra1b deletion specifically in the liver of male and female mice. Overall, our results confirm the role of ADRA1B in hepatic metabolism.

Les maladies cardiométaboliques représentent la première cause de mortalité à travers le monde. La prévalence croissante de ces pathologies est majoritairement due à notre mode de vie sédentaire et à la mauvaise qualité nutritionnelle de notre alimentation. La maladie du foie associée à un dysfonctionnement métabolique, pathologie inflammatoire chronique, est caractérisée par une accumulation de lipides au foie et touche davantage les hommes. Ses causes sont multiples, à savoir : l'obésité, les dyslipidémies, le diabète de type 2, l'hypertension et les facteurs génétiques. Les premiers stades de cette pathologie sont sans symptôme apparent. Cependant, avec le temps, des complications cliniques peuvent survenir si cette dernière n'est pas diagnostiquée et prise en charge rapidement. Afin d'affiner les connaissances concernant cette maladie, il est primordial de caractériser les facteurs associés à la stéatose hépatique et de déterminer la manière dont ils sont impliqués dans la pathogenèse. La protéine de liaison aux facteurs de croissance analogues à l'insuline-2 (IGFBP-2) est majoritairement produite par le foie et est retrouvée dans la circulation systémique. Elle intervient, entre autres, dans le métabolisme énergétique, et notamment celui des triglycérides. Des études récentes ont mis en évidence une association inverse entre les niveaux sériques d'IGFBP-2, la résistance à l'insuline et la quantité de lipides hépatiques. Sur la base de ces éléments, nous avons émis l'hypothèse que la protéine IGFBP-2 pourrait être inversement associée à une accumulation légère de lipides au foie et pourrait être un biomarqueur candidat de la stéatose hépatique. Ces volets ont été testés chez des hommes et femmes asymptomatiques ayant subi une imagerie du foie. Pour affiner les relations entre IGFBP-2 et le métabolisme des lipides, l'association entre IGFBP-2 et la cinétique des lipoprotéines a été évaluée. Nous avons également déterminé, chez des souris mâles et femelles, l'impact direct de l'absence d'IGFBP-2 sur l'accumulation de lipides dans le foie et l'aorte en condition de stress métabolique induit par une diète riche en gras. Les travaux décrits dans cette thèse identifient IGFBP-2 en tant que facteur inversement associé à la stéatose hépatique ; et ce pour les tout premiers stades de la maladie chez l'humain. Des niveaux plasmatiques élevés en IGFBP-2 ont également été associés à un foie sain malgré la présence de graisse viscérale. Les niveaux plasmatiques d'IGFBP-2 combinés à la mesure du tour de taille ont permis de caractériser les individus atteints de stéatose hépatique légère avec une bonne sensibilité et spécificité. D'autre part, de hauts niveaux d'IGFBP-2 ont été corrélés à une meilleure élimination des VLDL et à une production moindre de chylomicrons chez les hommes, ce qui pourrait diminuer les triglycérides accumulés au foie. En revanche, l'absence d'IGFBP-2 n'a pas conduit à une exacerbation marquée de l'accumulation de lipides dans le foie et l'aorte chez la souris. Par conséquent, nos travaux ne suggèrent pas de rôle essentiel d'IGFBP-2 dans la modulation des lipides hépatiques. Finalement, IGFBP-2 ne semble pas contribuer au dimorphisme sexuel retrouvé dans la maladie du foie associée à un dysfonctionnement métabolique. Dans l'ensemble, nos résultats supportent le lien entre IGFBP-2, le métabolisme des lipides et leur accumulation au foie et suggèrent que cette protéine pourrait aider à l'identification précoce des individus à risque de présenter une stéatose hépatique. Des études supplémentaires dans de plus grandes populations sont nécessaires afin de valider le potentiel d'IGFBP-2 comme biomarqueur intégrateur de la stéatose hépatique liée à un dysfonctionnement métabolique. / Cardiometabolic diseases are the first cause of mortality in the world. Sedentary lifestyle and poor nutritional quality are responsible for the increased prevalence of these diseases. Metabolic dysfunction-associated steatotic liver disease is a chronic inflammatory disease leading to progressive accumulation of lipid in liver and with a higher prevalence and severity in men. Obesity, dyslipidemia, type 2 diabetes, hypertension, and genetic factors are risk factors of fatty liver disease. Although first stages of the pathology are asymptomatic, without treatment, clinical manifestations can occur over time. Insulin-like growth factor binding protein-2 (IGFBP-2) is mostly produced and secreted in blood by the liver. IGFBP-2 plays a key role in energy metabolism, especially that of triglycerides. Low IGFBP-2 levels are inversely correlated with insulin resistance and recent evidence suggests links with hepatic fat fraction. Based on these previous observations, we investigated the hypothesis that IGFBP-2 is inversely associated with early hepatic lipid accumulation and represents a potential biomarker of fatty liver disease. This hypothesis was tested in a cohort of asymptomatic men and women who underwent liver imaging. To better describe the links between IGFBP-2 and lipid metabolism, the relationship between IGFBP-2 levels and lipoprotein kinetics was also assessed in men. In male and female mice, we further analyzed the direct impact of IGFBP-2 deletion on liver fat accumulation and the thoracic aorta induced by a high fat diet. Our work shows that IGFBP-2 is inversely associated with hepatic steatosis. Moreover, high concentrations of IGFBP-2 were associated with healthy liver despite the visceral fat. We also found that the combination of IGFBP-2 concentration and waist circumference identifies individuals at risk of hepatic steatosis in the first stages of disease with good sensitivity and specificity. Furthermore, in men, high levels of IGFBP-2 have been correlated with increased clearance of VLDL and a low chylomicron production, which could contribute to the negative relationship between IGFBP-2 and plasma triglycerides. However, the absence of IGFBP-2 had a little impact on lipid accumulation in the liver and aorta in mice. Therefore, our studies suggest that high IGFBP-2 is associated with a better cardiometabolic profile and lower hepatic TG content but that its absence does not overly alter lipid metabolism. More work will be required to validate the potential of IGFBP-2 as integrative fatty liver biomarker.

L'étude de l'influence du status thyroïdien sur le taux des catécholamines circulantes et le métabolisme glucidique a été rendue possible grâce au calcul des moyennes + erreur-type des résultats de différents paramètres d'hormones thyroïdiennes, descaté­cholamines et du métabolisme glucidique de 3 groupes et d'un sous-groupe d'hyperthyroïdiens évalués avant et a près traitement. L'analyse de variance nous a aidé à déterminer les probabilités des différences existant entre les paramètres. L'étude de corrélation entre les hormones thyroïdiennes et les autres hormones étudiées nous a permis de mettre en évidence les différentes associations et les oppositions des hormones entre elles... / Montréal Trigonix inc. 2018

Plusieurs types de granules ARN sont observables dans toutes les cellules. Certains correspondent à des structures où la régulation post-transcriptionnelle est effectuée; parmi ceux-ci on retrouve les granules de stress (GS) et les "processing bodies" (PB). Les GS sont des structures ribonucléoprotéiques cytoplasmiques formées suite à un stress cellulaire et dans lesquels les ARNm sont remisés pour y être transitoirement réprimés et protégés en attendant de meilleures conditions physiologiques. Les PB sont aussi des granules cytoplasmiques ribonucléoprotéiques formés entre autre des composants de la machinerie de dégradation et de la surveillance de l'ARN. De nombreuses études citent l'apparition des GS suite à l'irradiation aux UV. Cependant, cette observation n'a pas été validée. Nous avons donc cherché à caractériser les granules induits par les UV en suivant le comportement de FMRP, une protéine de liaison à l'ARN présente dans les GS. Dans cette étude, nous avons montré que les UV induisent la formation de granules cytoplasmiques qui n'ont ni la même taille, ni la même cinétique d'apparition et de disparition, ni la même composition des GS. Nous avons aussi noté l'absence des protéines de la petite sous-unité ribosomale normalement présentes dans les GS. Nous avons montré également que les cellules irradiées peuvent reprendre certaines fonctions physiologiques. Nous proposons donc l'hypothèse qu'il existerait une nouvelle classe de granules ARN induits par les UV dans lesquels seront accumulés les ARN potentiellement endommagés, ceci serait un nouveau mécanisme de régulation post-tanscriptionnelle.

La prééclampsie (PE) est une pathologie obstétricale complexe associée à un défaut de placentation. Selon la littérature, le placenta anormalement développé libèrerait des facteurs qui induiraient une dysfonction endothéliale maternelle. Nous avons émis comme hypothèse qu’une accumulation de sorbitol, un sucre hyperosmotique produit par la voie des polyols, pourrait induire la libération par le placenta de sFlt-1, un facteur anti-angiogénique antagoniste du VEGF en PE. Nous avons comparé les niveaux d’expression d’ARNm et de protéines de AKR1B1 et SORD, les deux enzymes impliquées dans la voie des polyols, dans les placentas de mères ayant eu une grossesse normotensive (groupe témoin) ou prééclamptique par RT-PCR quantitatif et par immunobuvardage respectivement. Nous les avons ensuite localisées par immunohistochimie. Nos résultats suggèrent que la voie des polyols serait altérée au niveau de la membrane amniochorionique des placentas issus de grossesses prééclamptiques, ce qui pourrait favoriser une accumulation de sorbitol à l’interface fœto-maternelle. / Preeclampsia (PE) is a complex obstetrical pathology associated to a defective placentation. The abnormally developed placenta is believed to release factors causing a maternal endothelial dysfunction. We hypothesized that an accumulation of sorbitol, a hyperosmotic sugar produced through the polyol pathway, could induce the release by the placenta of sFlt-1, an antagonist of the angiogenic factor VEGF in PE. We compared mRNA and protein expression levels of AKR1B1 and SORD, the two enzymes of the polyol pathway, in placentas from normotensive (control) and PE pregnancies by quantitative RT-PCR and immunoblotting respectively. Then, we localized the two enzymes by immunohistochemistry. Our results suggest that polyol pathway is altered in amniochorionic membranes from PE pregnancies, and that this phenomenon would promote sorbitol accumulation at the foeto-maternal interface.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2009-2010 / Le diabète de type 2 constitue aujourd'hui un problème majeur de santé publique à l'échelle mondiale. Une meilleure compréhension de l'étiologie de la maladie, en étudiant notamment les facteurs de susceptibilité génétiques ainsi que les interactions gène-gène et gène-environnement, est nécessaire pour développer des stratégies préventives et thérapeutiques efficaces. Dans cette thèse, différentes approches ont été utilisées afin de mieux caractériser l'implication des facteurs génétiques dans l'homéostasie glucidique. Un criblage génomique a été effectué sur les niveaux circulants d'adiponectine, d'interleukine 6 (IL6), du facteur de tumeur nécrosant-α (tumor necrosis factor α ou TNFα) et de la protéine C réactive (CRP). Plusieurs régions chromosomiques ont été identifiées incluant 15q21.1, 3q13.33, 20q13.2 et 14q32.2 pour l'adiponectine, 12p11.23 et 12q15 pour CRP et 14q12 pour IL6. Par ailleurs, plusieurs gènes candidats du diabète de type 2 ont été étudiés pour vérifier leur association avec des phénotypes liés à l'homéostasie glucidique. Un variant fonctionnel (Asn40Asp) au sein du gène codant pour le récepteur mu 1 aux opioïdes (OPRM1) a été associé avec la sensibilité à l'insuline et la tolérance au glucose. Aussi, les gènes de susceptibilité au diabète, identifiés et confirmés par l'approche du gène candidat ou par les études à grande échelle du génome humain (genome-wide association studies, GWAS), soit CDKAL1 (CDK5 regulatory subunit associated protein I-like 1), CDKN2A/2B (cyclin-dependent kinase inhibitor 2A/2B), HHEX/IDE (haematopoietically expressed homeobox/insulin-degrading enzyme), HNF1B (hepatocyte nuclear factor 1 β), IGF2BP2 (insulin-like growth factor 2 mRNA-binding protein 2), KCNJ11 (potassium inward rectifier channel Kir6.2), SLC30A8 (solute carrier family 30, member 8), TCF7L2 (transcription factor 7 like 2) et WFS1 (wolframin 1) ont été associés à la sensibilité à l'insuline, à la sécrétion d'insuline et/ou à la tolérance au glucose. Aussi, des effets significatifs d'interaction entre certains de ces gènes (CDKN2A/2B, IGF2BP2, KCNJ11 et TCF7L2) et l'apport en matière grasse ont été observés pour des paramètres liés à l'adiposité et à l'homéostasie glucidique. Nous avons également voulu tester si des gènes de susceptibilité au diabète (CDKAL1, CDKN2A/2B, HHEX/IDE, IGF2BP2, KCNJ11, PPARG et TCF7L2) pouvaient influencer les changements du profil glucidique suite à un programme d'entraînement. Notre étude a démontré que le variant Pro12Ala de PPARG (peroxisome proliferator activated receptor-y) modulait la réponse à un programme d'entraînement en endurance d'une durée de 20 semaines, les porteurs de l'allèle Ala ayant davantage amélioré leur profil glucidique que les porteurs du génotype Pro/Pro. Aucune association n'a été observée avec les autres gènes. En plus d'interagir avec l'exercice, le variant Pro12Ala de PPARG interagit aussi avec le variant Gly482Ser de PPARGC1A (co-activateur de PPARG). Les porteurs de la combinaison génotypique Gly/+-Ala/+ présentaient une résistance à l'insuline plus importante que les porteurs de la combinaison génotypique Ser/Ser-Ala/+, alors que l'effet du variant Gly482Ser de PPARGC1A n'était pas différent parmi les Pro/Pro de PPARG. Un autre gène candidats du diabète, le gène HNF4A, a été étudié en association avec l'homéostasie glucidique, de manière indépendante et en interaction avec l'activité physique. Les individus ayant rapporté un niveau d'activité physique élevé durant l'année écoulée (> 2 heures/semaine) présentaient une meilleure tolérance au glucose s'ils étaient homozygotes A/A pour le variant rsl 885088 et une sécrétion d'insuline plus faible s'ils étaient homozygotes T/T pour le variant rs745975. Finalement, la création d'un modèle de prédiction de la détérioration glycémique, incluant des marqueurs génétiques et des facteurs de risque traditionnels du diabète, a permis de démontrer que la combinaison de facteurs génétiques et non génétiques a le potentiel d'améliorer la prédiction du risque de pré-diabète et de diabète. Les résultats de ces travaux de recherche suggèrent que des gènes candidats du diabète de type 2 peuvent influencer l'étiologie de la maladie via différents mécanismes physiologiques et qu'ils peuvent interagir entre eux ou avec des facteurs environnementaux pour moduler le profil de risque en plus de contribuer à prédire le risque de la maladie.

Lorsqu’une femme est à risque d’accoucher prématurément, des glucocorticoïdes lui seront administrés afin d’accélérer la maturation pulmonaire du bébé. Après la naissance, différents protocoles peuvent être mis en place pour aider l’enfant à respirer dont l’administration du surfactant et la ventilation. Les glucocorticoïdes ont un effet positif sur la maturation pulmonaire. Par contre, ils nuisent au processus de la septation après la naissance. Les glucocorticoïdes retrouvés dans le poumon en développement peuvent provenir de deux sources, soit de la voie classique de la synthèse des glucocorticoïdes par les surrénales, soit des gènes exprimés dans le poumon. Les sites d’expression des gènes codant pour les enzymes de la synthèse des glucocorticoïdes dans le poumon sont inconnus ainsi que le gène de la 20α-hydroxystéroïde déshydrogénase (20α-HSD). Cette dernière inactive le substrat et le produit de la 21-hydroxylase. Des poumons de fœtus de souris au jour de gestation 15,5, 17,5 et 19,5 ainsi que de souriceaux âgés de 0, 5 et 15 jours ont été utilisés pour des hybridations in situ. Cette étude a montré qu’avant la naissance, l’ARNm de la 21-hydroxylase est situé au niveau des cellules épithéliales distales alors que l’ARNm de la 20α-HSD se retrouve plutôt au niveau des capillaires. Les gènes de la 21-hydroxylase et de la 20α-HSD sont exprimés dans les cellules épithéliales proximales ainsi que dans les cellules endothéliales de veines dans la période entourant la naissance. À la fin du stade sacculaire et pendant le stade alvéolaire, le gène de la 21-hydroxylase est exprimé seulement dans les septa et les parois minces tout comme le gène de la 20α-HSD sauf dans le stade alvéolaire où il n’y avait pas de signal significatif. Ainsi, ces résultats suggèrent que la 20α-HSD pourrait participer au contrôle du niveau d’activité de la 21-hydroxylase en modulant la disponibilité de son substrat. / For many years, to reduce the risk of respiratory distress in newborns, antenatal glucocorticoids are administered to the mother about to deliver prematurely to accelerate fetal lung maturation. At birth, surfactant therapy can be used with several assisted ventilation strategies according to the morbidity of the neonate. Postnatal administration of glucocorticoids to the neonate is not recommended as they interfere with organ systems including the lung development process named septation. Previous studies performed in the Dr Tremblay’s laboratory have shown in the whole lung of the mouse: 1) the capability of the fetal lung to express several steroidogenic enzyme genes involved in glucocorticoid synthesis and; 2) the presence of a steroid-metabolizing activity compatible with the regulation of the substrate levels. The major enzymes involved in these processes are the 21-hydroxylase and the 20α-hydroxysteroid dehydrogenase, which are respectively encoded by Cyp21a1 and Akr1c18. The objective of my study was to find the sites of expression for these two genes. To do so, mouse fetal lungs isolated on gestation days 15.5, 17.5, and 19.5, and on postnatal days 0, 5, and 15 days were used for in situ hybridization with 21-hydroxylase and 20α-HSD mRNAs. My results indicate that before birth, 21-hydroxylase mRNA is found in epithelial distal cells whereas the 20α-HSD gene is primarily expressed in capillaries. Around birth, 21-hydroxylase mRNA are associated with the proximal epithelium and endothelial cells of several veins. From the late saccular stage up to the half of the alveolar period, 21-hydroxylase mRNA is only associated with thin walls and septae. The situation was the same for 20α-HSD mRNA except for the alveolar stage during which no signal was detected. These results indicate that the expression profile of these two genes is compatible with the modulation of 21-hydroxylase substrates by the 20α-HSD.

Les maladies cardiovasculaires, tout comme l’obésité et ses co-morbidités associées, sont en tête de liste des principales causes de décès dans le monde et constituent un fardeau économique important. À cet effet, il est primordial de trouver des solutions pour freiner leur progression. Les travaux présentés dans cette thèse doctorale examinent et décrivent les effets du travail mental, en tant que modalité professionnelle, sur certaines composantes biologiques et comportementales d’hommes et de femmes apparemment en bonne santé. Tout d’abord, cette thèse démontre que le travail mental a le potentiel d’induire une augmentation de la pression artérielle (PA) et de la fréquence cardiaque (FC). Cet effet se manifeste par une diminution de l’activité cardiaque parasympathique lors d’une courte période de travail mental et ce, autant chez la femme que chez l’homme pour une intensité d’effort similaire. Toutefois, la deuxième étude effectuée lors de ces travaux doctoraux a plutôt démontré que cette situation semble avoir un effet aigu de courte durée puisque la FC, la PA et la variabilité de la fréquence cardiaque chez de jeunes hommes en santé sont revenues aux valeurs de base dès la fin d’une tâche de travail mental. Enfin, nous avons évalué l’effet que pouvait avoir le travail mental sur la balance énergétique de jeunes adultes. Les résultats observés ont démontré que les femmes semblent consommer plus de calories suite à une situation de travail mental alors que les hommes ont le comportement inverse. L’activité physique, toutefois, a le même effet sur les hommes et les femmes, suggérant une diminution de l’apport alimentaire relatif à la dépense. Les sensations d’appétit ne semblent pas différentes entre les sexes lorsque soumis à différents stimuli tel que le travail mental et l’activité physique. / Cardiovascular diseases, as well as obesity and its associated co-morbidities, are the leading causes of death in the world and a major economic burden. Accordingly, it is essential to find ways to slow their progression. This thesis aims to describe the biological and behavioural impact of mental work in healthy men and women. First, this work demonstrates that mental work increases blood pressure (BP) and heart rate (HR) in young adults through a reduction in cardiac parasympathetic modulation. This result is observed in men and women when the objective and subjective mental work intensity is similar between both sexes. The second study shows that this effect seems to be acute and of short duration as HR, BP and heart rate variability return to baseline levels at the end of a mental work condition in healthy males. Finally, results from this thesis showed that women tend to eat more after mental work while men have the opposite behaviour. However, physical activity has the same effect on men and women, suggesting a decrease in food intake relative to expenditure. The appetite sensations’ markers are not different between sexes when submitted to different stimuli such as mental work and physical activity.