Véritable enjeu de santé publique, l’obésité et ses complications seraient la conséquence d’un état inflammatoire chronique de bas-grade qui pourrait résulter de la présence dans le sang de composés bactériens, les lipopolysaccharides (LPS), état appelé endotoxémie métabolique. Le premier objectif de cette thèse était de comprendre pourquoi les LPS, initialement contenus dans le microbiote, sont capables de traverser l’intestin et d’entrer dans le système sanguin. Mon second objectif était d’étudier l’impact de la composition du microbiote dans le contrôle de la satiété par le nerf vague, lien de communication entre l’intestin et le cerveau. Pour cela, un modèle de rats soumis à un régime obésogène a été utilisée.Mes travaux ont montré que la consommation d’un régime obésogène induisait une perte de la fonction de barrière intestinale au niveau de l’iléon caractérisée par une baisse des défenses mucosales et une augmentation de la perméabilité au LPS. L’obésité est également caractérisée par une altération du comportement alimentaire, avec notamment une réduction de la sensibilité aux signaux de satiété. Nous avons montré que ni l’obésité ni le pourcentage de lipides du régime n’étaient responsables de cette perte de sensibilité aux signaux de satiété mais que l’altération du microbiote en serait le contributeur principal. Ainsi, l’endotoxémie métabolique serait le résultat d’une augmentation du passage transepithelial de LPS, qui, une fois dans le sang, pourraient atteindre, entre autres, le nerf vague où ils perturberaient les signaux intestinaux de satiété. / A real public health issue, obesity and its associated metabolic and behavioral disorders are the consequences of a state of low grade chronic inflammation that might originate from the presence in host plasma of gut-derived bacteria components, lipopolysaccharides (LPS). This present state is called metabolic endotoxemia. The first aim of my thesis was to understand why, in diet-induced obesity (DIO), LPS initially contained in the gut lumen, are able to cross the intestine and enter into the circulatory system. My second aim was to investigate the effect of gut microbiota composition and LPS on the satiety regulation by the vagus nerve, the main communication pathway between the gut and the brain. To answer these questions, we have mainly used a DIO rat model.We showed that consumption of WD induced a loss of ileal barrier function characterized by a reduction in mucosal defenses associated to elevated LPS permeability. Obesity is also characterized by an alteration in feeding behavior including a decreased sensitivity to intestinal satiety signals. We showed that neither obesity nor the lipid percentage of the diet triggers loss of sensitivity to satiety signals but that gut microbiota alterations could rather be the main driver. Hence, metabolic endotoxemia could result from an increased transepithelial passage of LPS, which once spread in the blood could reach, among other things, the vagus nerve where they could disrupt intestinal signals of satiety.

Cette thèse se propose d'analyser les effets des ruptures dans les trajectoires professionnelles sur l'état de santé des individus en Europe. Nous considérons ici deux ruptures : l'une en début de carrière -- l'entrée sur le marché du travail dans une économie dégradée -- et l'autre en fin de carrière -- le passage à la retraite. Entre ces deux périodes critiques, nous portons un intérêt spécifique à l'impact sur la santé d'une rupture cette fois anticipée : la peur de perdre son emploi. Nos analyses empiriques combinent des données d'enquêtes Européennes et Britanniques. Afin de pallier les problèmes d'endogénéité propres à toute analyse empirique du lien entre santé et trajectoire professionnelle, nous exerçons des chocs exogènes sur la carrière des individus. Nous utilisons ainsi une expérience naturelle (la crise pétrolière de 1973) et les caractéristiques institutionnelles telles qu’elles sont définies dans la législation de chaque pays Européen (âges légaux de passage à la retraite, degrés de protection de l’emploi, règles de scolarité obligatoire). Les résultats soulignent l'effet néfaste des ruptures au cours de la vie professionnelle sur la santé des individus, à la fois à court et à long terme.Notre projet se propose d’identifier un lien causal entre l'activité professionnelle des individus et leur catégorie d'obésité via l’utilisation de techniques économétriques spécifiques tenant compte de l'endogénéité et l'utilisation des données de la cohorte GAZEL (qui suit depuis 1989 20 000 volontaires employés chez EDF-GDF). / The main objective of this thesis is to analyse the health consequences of career shocks in Europe. It considers two actual career shocks over the lifecourse: leaving full-time education in a bad economy, and, at the other end of the age spectrum, retiring. In-between these two critical periods, it investigates how an anticipated career shock -- i.e. anticipated job loss -- damages health. Empirical analyses are conducted using large European and British surveys. We use institutional features and natural experiments to find neat instruments for causal identification~: the existence of compulsory schooling laws, the cross-country variation in employment protection legislations, the cross-country variation in retirement systems and the 1973 oil crisis. The results emphasise the causal and health-damaging impact of career shocks, both in the short and in the long-term.

L’adiponectine (ApN) est une adipokine de 30 KDa produite abondamment par le tissu adipeux qui a été décrite pour la première fois en 1995. Dès lors qu’une corrélation inverse entre les taux circulants d’ApN et l’adiposité a été mise en évidence, de très nombreuses études ont été initiées pour chercher à établir un lien avec les pathologies liées au syndrome métabolique. Ainsi, chez les patients obèses et diabétiques, une perte de poids induite par un traitement médicamenteux ou un régime hypocalorique s’accompagne d’une augmentation des taux circulants d’ApN et d’une amélioration des paramètres biochimiques. Il ressort de ces études que des taux élevés d’ApN sont corrélés à une amélioration de la sensibilité à l’insuline, des paramètres lipidiques et une diminution du risque cardiovasculaire. Cependant, les mécanismes d’action conduisant à l’amélioration du métabolisme lipidique et glucidique restent encore mal connus. Au cours de cette étude, nous avons, dans un premier temps, cherché à déterminer les conséquences d’une variation de la masse grasse sur la production de l’ApN chez la souris. Pour cela, différentes stratégies nutritionnelles et pharmacologiques, conduisant à une fonte ou à une augmentation de la masse grasse, ont utilisées. Les résultats obtenus suggèrent que la production d’ApN n’est pas dépendante de la taille des adipocytes mais plutôt de leur état inflammatoire. Dans un second temps, grâce à un modèle d’explants de foie en culture, nous avons cherché à déterminer les effets directs de l’ApN sur le métabolisme lipidique du foie. Une première approche a consisté à tester les effets à long terme c’est à dire susceptibles de correspondre à des modifications d’expression génique et de synthèse protéique en incubant les explants pendant 21h dans un milieu de culture contenant de l’ApN en présence ou non d’insuline. Les résultats suggèrent que l’ApN accentue les effets de l’insuline, ce qui se traduit par une meilleure utilisation du glucose avec en contre partie une stimulation de la lipogenèse et une réduction de la ß-oxydation en présence d’insuline. De plus, l’ApN apparaît exercer un effet sur les voies de catabolisme des HDL. Par une seconde approche, nous avons testé les effets à court terme de l’ApN sur les capacités β-oxydatives en traitant les explants pendant 45 min. Dans ces conditions plus appropriées pour mettre en évidence l’activation des voies de régulation rapides, la présence d’ApN entraine une stimulation de la ß-oxydation qui s’accompagne d’une augmentation de la p- AMPK. En conclusion, ces résultats suggèrent que l’ApN exerce des effets directs sur le métabolisme hépatique du glucose compatible avec l’effet insulino-sensibilisateur observé in vivo. En revanche, les résultats ne permettent pas, à ce stade, d’établir une relation entre une induction par l’ApN de l’activité ß-oxydative des acides gras dans le foie et ces effets bénéfiques sur les paramètres lipidiques. / Adiponectin (ApN), a 30-kDa adipokine abundantly produced by adipose tissue has been described for the first time in 1995. Early findings demonstrating serum adiponectin levels are inversely correlated with obesity initiated intense investigation of the relationship between adiponectin and all symptoms of the metabolic syndrome. Of these studies, strong evidence suggests that a weight loss induced by medication or hypocaloric diet led to increased circulating ApN levels and improvement of biochemical parameters. Thus, high levels of ApN have been correlated with an improvement of insulin sensitivity and lipid parameters reducing cardiovascular risk. However mechanisms involved in the improvement of glucose and lipid metabolism are not fully understood. In this study, we wanted to determine whether variations of plasma ApN levels are associated with alterations of liver lipid metabolism in mice. For this, we used different nutritional and pharmacological strategies to induce fat mass variations and measured corresponding ApN production and lipid parameters. First, results suggested that production of ApN is not dependent on the size of adipocytes, but rather to their inflammatory state. The effect of ApN of liver metabolism was further studied using an in vitro model of liver explants in culture. A first approach consists of testing the long-term effects of ApN on liver incubating the slices for 21h in the presence or not of insulin. Biochemical and molecular data suggested that ApN accentuates the effects of insulin, resulting in improvement of glucose utilization associated with a stimulation of lipogenesis and a reduction in β-oxidation in the presence of insulin. In addition, ApN appears to affect HDL catabolism pathways. In a second approach, we tested the short-term effects of ApN on β-oxidative capacity treating the slices for 45 min. Under these conditions more appropriated to highlight the activation of fast regulatory pathways, ApN induced a stimulation of ß-oxidation which was accompanied by an increase in p-AMPK. In conclusion, data suggested that ApN has direct effects on hepatic glucose metabolism consistent with the insulin-sensitizer effect demonstrated in vivo. However, at this stage, these results did not give evidence of a relationship between induction of liver fatty acid β- oxidation by ApN and its beneficial effects on lipid parameters.

Certains mammifères, dont l’Homme, ont une forte attraction pour les lipides alimentaires. Pendant longtemps, il était admis que ces nutriments étaient détectés uniquement via leurs propriétés olfactives, texturales et post-ingestives. Cependant, l’existence d’une dimension gustative a été suggérée depuis. Dans ce contexte, notre Laboratoire a démontré que la glycoprotéine CD36 exerçait une fonction de lipido-récepteur gustatif impliquée à la fois dans la préférence spontanée pour les lipides alimentaires et la phase céphalique de la digestion induite par la présence de lipides au niveau oral chez la souris. Une autre protéine, GPR120, semble également jouer un rôle dans la détection gustative des lipides alimentaires. Ces travaux de thèse avaient donc pour objectif de comprendre les rôles respectifs de ces deux protéines au sein des bourgeons du goût chez la souris. En utilisant une combinaison d'approches biochimiques, physiologiques et comportementales, nous avons pu montrer que le CD36 lingual était régulé négativement par les lipides alimentaires lors d'une exposition court terme, contrairement au GPR120. Cette régulation pourrait se traduire par une désensibilisation au cours du repas du système de lipido-réception gustatif et donc jouer un rôle dans le rassasiement sensoriel spécifique. Nos résultats suggèrent également que l'activation de GPR120 par les acides gras à longues chaînes peut jouer un rôle dans la modulation de la sensibilité gustative aux saveurs sucrées, voire aux lipides eux-mêmes. Ce phénomène est dépendant de la sécrétion de l'hormone glucagon-like peptide-1 par la papille caliciforme, indépendamment du CD36 lingual. Nous avons également mis en évidence que l'exposition des souris à un régime obésogène chronique perturbe la détection oro-sensorielle des lipides, suggérant une hyposensibilité chez la souris obèse. On peut donc penser qu'une perturbation du système de perception gustative des graisses alimentaires pourrait induire des changements de préférence alimentaire, propice à l’installation d'une obésité. De plus amples investigations sont requises pour explorer le rôle du CD36 et/ou du GPR120 dans ce phénomène. L'aboutissement de telles recherches serait l'émergence de nouvelles voies de traitement de l’obésité et des maladies associées, par des approches pharmacologiques et/ou nutritionnelles ciblées. / Some mammals including humans display a spontaneous attraction for dietary fat. For a long time, it was thought that these nutrients were detected only by olfactory, textural and post-oral cues. However, recent data have indicated that the sense of taste could also contribute to this perception in laboratory rodents. In this context, it was demonstrated by our Laboratory that the glycoprotein CD36 is likely a lingual lipid sensor, involved both in preference for long-chain fatty acids and cephalic phase of digestion secondary to an oral lipid stimulation in mice. Another protein, GPR120, seems also to play a role in the gustatory detection of lipids. The aim of this Thesis was to understand the respective roles of these putative gustatory lipid sensors in mice. Using a combination of biochemical, physiological and behavioral approaches, we showed that the lingual CD36 is negatively regulated by dietary fat during a short term exposure (i.e. during a meal), in contrast to GPR120. This regulation is reminiscent of the receptor desensitization and might play a role in the sensory-specific satiety phenomenon. Our data also suggest that GPR120 activation by long-chain fatty acids plays a role in the modulation of sweet taste sensitivity, and likely of fat taste itself. This phenomenon is dependent from the secretion of the glucagon-like peptide-1 hormone by the circumvallate papillae, independently of lingual CD36. Finally, we showed that chronic exposure of mice to an obesogenic diet disturbs the oro-sensory perception of dietary lipids, suggesting that obese mice become hyposensitive to lipids. This alteration might induce changes in feeding preferences which could lead to obesity. More investigations are required to better understand the role of CD36 and/or GPR120 in this phenomenon. This new field of research might lead to new ways of investigations for the treatment of obesity and related diseases, by using novel pharmacological and/or nutritional approaches.

La gustation est une composante essentielle de la détection oro-sensorielle des lipides alimentaires. La liaison des AGLC sur le récepteur CD36 joue un rôle prépondérant dans cette lipido-détection orale chez la souris et très probablement chez l’Homme. En effet, elle intervient dans le choix alimentaire (sensibilité aux lipides) ainsi que dans la préparation de l’organisme à l’arrivée de lipides. Ce « sensing » oral des lipides est fortement régulé. Comme l’obésité semble être responsable d’une altération de la détection des saveurs primaires, l’objectif de cette thèse a été d’explorer si l’obésité peut également être à l’origine de perturbations de la détection orale des lipides à la fois chez l’Homme et chez la souris. Nos résultats chez l’Homme indiquent qu’il existe une altération de la lipido-détection orale chez certains sujets obèses. Nous avons montré que ces derniers présentaient une consommation accrue en lipides. De plus, la sécrétion précoce de triglycérides plasmatiques induite par une stimulation orale observée chez les sujets minces n’est plus reproduite chez les sujets obèses. Chez la souris, il a été montré que l’obésité provoque une diminution de la sensibilité gustative aux lipides alimentaires. Ce phénomène est la conséquence d’une dérégulation de la signalisation calcique CD36-dépendante au niveau des cellules gustatives. Chez ces animaux, la stimulation orale lipidique entraîne, comme chez l’Homme, une augmentation transitoire de la triglycéridémie qui pourrait être responsable d’une réduction de la taille du repas (rassasiement). En conclusion, l’obésité affecte la lipido-détection orale chez l’Homme et la souris. Le défaut de détection des lipides alimentaires associé à l’abolition de la sécrétion précoce de triglycérides plasmatiques chez les sujets obèses pourrait être à l’origine d’une perturbation de la régulation de la prise alimentaire, entraînant une surconsommation d’aliments riches en lipides et renforçant ainsi l’obésité / Gustation is an essential parameter in the oro-sensory detection of dietary lipids. In mice and most likely in humans, the binding of long-chain fatty acids to the CD36 receptor plays a major role in this oral fat detection. Gustation is involved in the food choice (fat sensitivity) as well as in the preparation of the body to the fat inflow. This oral lipid sensing is highly regulated. As obesity seems to be responsible for an alteration of the basic tastes detection, the aim of this thesis was to investigate whether obesity can impair the oral lipid detection in both mice and humans. In humans, our data show that there is an alteration of the oral fat detection in some obese subjects who have a higher lipid consumption than the other subjects. Besides, an early secretion of plasma triglycerides induced by an oral fat stimulation was observed in lean subjects but not in obese ones. In mice, a decrease in the dietary lipids taste sensitivity was shown to be caused by obesity. This is the consequence of a deregulation of the CD36-dependent calcium signalling in taste cells. In these mice, as in humans, the oral fat stimulation leads to a temporary increase in the blood triglyceride level which might be responsible for a reduced meal size (satiety). To conclude, obesity impairs oral lipid detection in both mice and humans. An altered dietary fat detection associated with an abolition of the early secretion of plasma triglycerides in obese people might induce an impaired regulation of the food intake, leading to an overconsumption of lipid-rich foods, and so a reinforcement of obesity

Au cours des dernières années, de nombreuses études ont porté sur les relations entre le microbiote intestinal et l'obésité. Des groupes bactériens ont été incriminés et des hypothèses proposées mais les mécanismes liant microbiote et obésité restent en grande partie inconnus. Le microbiote intestinal est constitué de plusieurs centaines d’espèces et est spécifique de chaque individu. Récemment, il a été révélé l’implication potentielle de ce microbiote dans le développement de l’obésité. Lors d’une étude précédente, notre équipe a ainsi montré que les souris sans germes (dites « axéniques ») sont résistantes à l’obésité et aux désordres métaboliques induits par un régime hypercalorique (Roy et al. 2012). Par ailleurs, nous avons observé que certaines souris conventionnelles soumises à un tel régime développent une obésité et une insulinorésistance importantes (phénotype dit répondeur) tandis que d'autres restent minces et tolérantes au glucose (phénotype dit non répondeur) indépendamment de la quantité de nourriture consommée. Les mécanismes expliquant cette hétérogénéité de phénotype sont actuellement peu connus. Ce projet de thèse vise donc à élucider les mécanismes liant le microbiote intestinal au développement de l'obésité et des désordres associés en partant du principe que l'hétérogénéité (en termes de composition et de fonctions) du microbiote intestinal, spécifique de chaque individu (aussi bien chez l'homme que chez le rongeur), joue un rôle dans ces réponses différentes à un même régime hypercalorique. Pour ce faire, des souris conventionnelles ont reçu un régime contrôle ou un régime hyperlipidique pendant 12 semaines. A l’issu de ce régime, des souris ont été sélectionnées en tant que répondeuses ou non-répondeuses Une approche par métagénomique à partir d’échantillons fécaux prélevés avant et après régime hyperlipidique et issus des souris répondeuses et non-répondeuses ont été analysés. Les profils de microbiotes avant et après régime hyperlipidique ont été comparés afin de déterminer les effets de ce régime sur le microbiote intestinal. De plus, le profil du microbiote des souris répondeuses a été comparé à celui des souris non-répondeuses afin de détecter des espèces bactériennes, des gènes ou des voies métaboliques sous- ou sur-représentés dans les deux phénotypes. Par ailleurs, des échantillons de fèces, d’urine et de plasma prélevés avant et après le régime hyperlipidique ont été analysés par métabolomique et nous avons ainsi analysé les fluctuations métaboliques induites par l’effet du régime. L’ensemble de ces travaux a eu pour but d’identifier s’il existe un microbiote de prédisposition au développement ou à la résistance du développement d’une obésité induite. Au cours de ce projet de thèse nous avons utilisé l’approche de métagénomique à partir d’échantillon fécaux afin d’identifier les profils du microbiote intestinal des souris NR et des souris R avant et après régime hyperlipidique en vue de mesurer l’impact de ce type de régime sur le microbiote, et surtout de détecter les espèces bactériennes, les gènes ou les voies métaboliques potentiellement sous- ou sur-représentés dans les deux phénotypes. D’autre part, l’approche de métabolomique a été utilisée sur des échantillons d’urine, de fèces et de plasma avant et après régime afin de visualiser les fluctuations métaboliques induites par l’effet du régime d’une part et d’identifier les métabolites (biomarqueurs) associés à chacun des phénotypes d’autre part. / In recent years, numerous studies have examined the relationship between the gut microbiota and obesity. Bacterial groups have been incriminated but the mechanisms linking microbiota and obesity remain largely unknown. Intestinal microbiota consists of several hundred species and is specific for each individual. Recently, it was revealed that the potential contribution of microbiota in the development of obesity. In a previous study, our team has shown that mice without germs (called "germ-free") are resistant to obesity and metabolic disorders induced by a high calorie diet (Roy et al. 2012). Furthermore, we observed that certain conventional mice subjected to such a plan develop an important obesity and insulin resistance (responder phenotype) while others remain thin and glucose tolerant (non responder phenotype) regardless of the amount of food consumed. The mechanisms explaining this phenotype heterogeneity are currently poorly known. This PhD project aims to elucidate the mechanisms linking the intestinal microbiota in the development of obesity and disorders associated with the assumption that heterogeneity (in terms of composition and functions) of the intestinal microbiota, specific for each individual ( both in humans than in rodents), plays a role in these different responses to the same high-fat diet. To do this, conventional mice received control diet or a high fat diet for 12 weeks. At the end of this diet, mice were selected as a responder or non-responder A metagenomics approach from fecal samples taken before and after high fat diet and from responder and non-responder mice were analyzed. Microbiota profiles before and after fat diet were compared to determine the effects of this diet on the intestinal microbiota. In addition, the profile of the microbiota of responder mice was compared to that of non-responder mice in order to detect bacterial species, genes or pathways under- or over-represented in both phenotypes. Furthermore, samples of feces, urine and plasma collected before and after fat diet were analyzed by metabolomics and we have analyzed the metabolic changes induced by the effect of diet. All of this work has been aimed to identify if there is a predisposition microbiota to the development or the resistance of induced obesity. In this PhD project we used the metagenomic approach from fecal sample to identify the profiles of the intestinal microbiota in mice NR and R mice before and after fat diet in order to measure the impact of this type of diet on the microbiota, and especially to detect bacterial species, genes or metabolic pathways potentially under- or over-represented in both phenotypes. On the other hand, the approach of metabolomics has been used on samples of urine, feces and plasma before and after diet in order to visualize the metabolic changes induced by the effect of diet on the one hand and to identify metabolites (biomarkers) associated with each other hand phenotypes.

Les technologies dites « haut débit » permettent de mesurer de très grandes quantités de variables à l'échelle de chaque individu : séquence ADN, expressions des gènes, profil lipidique… L'extraction de connaissances à partir de ces données peut se faire par exemple par des méthodes de classification. Ces données contenant un très grand nombre de variables, mesurées sur quelques centaines de patients, la sélection de variables est une étape préalable indispensable pour réduire le risque de surapprentissage, diminuer les temps de calcul, et améliorer l'interprétabilité des modèles. Lorsque le nombre d’observations est faible, la sélection tend à être instable, et on observe souvent que sur deux jeux de données différents mais traitant d’un même problème, les variables sélectionnées ne se recoupent presque pas. Pourtant, obtenir une sélection stable semble crucial si l'on veut avoir confiance dans la pertinence effective des variables sélectionnées à des fins d'extraction de connaissances. Dans ce travail, nous avons d'abord cherché à déterminer quels sont les facteurs qui influencent le plus la stabilité de la sélection. Puis nous avons proposé une approche, spécifique aux données puces à ADN, faisant appel aux annotations fonctionnelles pour assister les méthodes de sélection habituelles, en enrichissant les données avec des connaissances a priori. Nous avons ensuite travaillé sur deux aspects des méthodes d'ensemble : le choix de la méthode d'agrégation et les ensembles hybrides. Dans un dernier chapitre, nous appliquons les méthodes étudiées à un problème de prédiction de la reprise de poids suite à un régime, à partir de données puces, chez des patients obèses. / High throughput technologies allow us to measure very high amounts of variables in patients: DNA sequence, gene expression, lipid profile… Knowledge discovery can be performed on such data using, for instance, classification methods. However, those data contain a very high number of variables, which are measured, in the best cases, on a few hundreds of patients. This makes feature selection a necessary first step so as to reduce the risk of overfitting, reduce computation time, and improve model interpretability. When the amount of observations is low, feature selection tends to be unstable. It is common to observe that two selections obtained from two different datasets dealing with the same problem barely overlap. Yet, it seems important to obtain a stable selection if we want to be confident that the selected variables are really relevant, in an objective of knowledge discovery. In this work, we first tried to determine which factors have the most influence on feature selection stability. We then proposed a feature selection method, specific to microarray data, using functional annotations from Gene Ontology in order to assist usual feature selection methods, with the addition of a priori knowledge to the data. We then worked on two aspects of ensemble methods: the choice of the aggregation method, and hybrid ensemble methods. In the final chapter, we applied the methods studied in the thesis to a dataset from our lab, dealing with the prediction of weight regain after a diet, from microarray data, in obese patients.

L’objectif principal de la thèse était d’étudier les effets de l’alimentation et de l’obésité sur l’asthme et son évolution, en prenant en compte des facteurs de médiations spécifiques.La première partie de la thèse visait à étudier le rôle de l’alimentation dans l'asthme, en prenant en compte l’indice de masse corporelle (IMC) comme un médiateur potentiel, et en évaluant l’effet modificateur du tabac dans ces associations. Ce travail a d’abord porté sur le rôle de la consommation de charcuterie, récemment classée cancérogène. Parmi 971 adultes de l’étude des facteurs génétiques et environnementaux de l’asthme (EGEA), nous avons montré qu’une consommation élevée de charcuterie (au moins 4 fois par semaine) était associée de façon directe à l’aggravation des symptômes de l’asthme, et que seulement 14% de l’association entre la consommation de charcuterie et l’asthme était expliqué par l’IMC (effet indirect). Ce travail a ensuite porté sur le rôle de la qualité globale de l’alimentation, évaluée par le score alimentaire Alternate Healthy Eating Index 2010. Parmi 969 participants d’EGEA, nous avons montré qu’une alimentation de qualité était associée de façon directe à une amélioration des symptômes de l’asthme chez les non-fumeurs. L’effet indirect lié à l’IMC n’était pas significatif. La deuxième partie de la thèse visait à mieux comprendre l'association entre l'obésité et l'activité de l’asthme, en prenant en compte la leptine, une adipokine pro-inflammatoire, comme un médiateur potentiel. Parmi 331 adultes d’EGEA avec un asthme actif à l’inclusion, les analyses ont montré que différentes mesures élevées de la composition corporelle étaient associées à une activité persistante de l’asthme, avec un effet indirect très fort de la leptine dans ces associations. / The general aim of the thesis was to study the role of diet and obesity in asthma, while accounting for potential mediators in these analyses.The first part of the thesis aimed to investigate the role of dietary factors in asthma at a “macro-level”, considering body mass index (BMI) as a potential mediator, and to evaluate effect modification by smoking. We first focused on processed meat intake, a recent carcinogen. Among 971 participants from the Epidemiological study on the Genetics and Environment of Asthma, bronchial hyperresponsiveness and atopy (EGEA), analysis showed that high processed meat intake (at least 4 servings/week) was associated with worsening asthma symptoms over time, through a direct effect and to a lesser extent an effect mediated by BMI. We then focused on the overall diet quality assessed by the Alternate Healthy Eating Index 2010. Among 969 participants from the EGEA study, the analyses showed that a greater adherence to a better diet quality was associated with improved asthma symptoms over time in never smokers only and was not mediated through BMI. The second part of the thesis aimed to better understand the association between obesity and asthma at a “micro-level”, considering leptin, an inflammatory biological marker related to obesity, as a mediator. Including 331 participants from the EGEA study with current asthma at baseline, analysis showed that high body adiposity estimated by different measures was associated with persistent asthma activity, likely mediated by leptin.

Le syndrome de l’intestin irritable (SII) est un trouble fonctionnel d’origine multifactorielle, impliquant des facteurs environnementaux tels que le stress, l’alimentation et met en jeu un dysfonctionnement de l’axe intestin-cerveau, une micro-inflammation, une dysbiose et une hyperperméabilité intestinale. Le rôle du protéasome dans la régulation de la barrière intestinale au cours du SII a été étudié. De plus, ces troubles fonctionnels intestinaux (TFI) ont également été décrits comme exacerbés chez des patients souffrant d’obésité, dont la physiopathologie est complexe. Néanmoins, les mécanismes impliqués dans cette association restent mal compris et ont donc été recherchés. Dans ce travail, des modèles murins « SII-like » comme le modèle de stress « water avoidance stress » ou WAS et le modèle post-inflammatoire « post-TNBS » ont été utilisés afin d’étudier l’impact d’une inhibition du protéasome sur la régulation de la perméabilité intestinale. L’inhibition pharmacologique du protéasome par le PR-957 ou l’utilisation de souris invalidées pour une sous unité β2i du protéasome limite l’hyperperméabilité intestinale. Une supplémentation orale en glutamine permet également de diminuer la perméabilité intestinale. Une étude protéomique au niveau colique des souris WAS et une étude de l’ubiquitome colique de patients souffrant de SII à profil diarrhéique confirment l’implication du protéasome dans la physiopathologie du SII. Nous avons ensuite cherché à comprendre le lien entre l’obésité et le SII en combinant des modèles d’obésité (génétique et induite par une alimentation riche en graisses ou HFD) et le modèle WAS. Seules les souris HFD présentent une exacerbation de l’hyperperméabilité intestinale et une corticostéronémie plasmatique élevée en réponse au modèle WAS. Des études complémentaires suggèrent que ces résultats sont indépendants de la leptine, de la glycémie et du microbiote intestinal. Nos travaux proposent donc de nouvelles pistes de prise en charge des patients souffrant de SII, par intervention nutritionnelle via la glutamine ou en utilisant le protéasome comme cible thérapeutique. Nous suggérons également un rôle de l’alimentation (riche en graisse) dans le développement des TFI au cours de l’obésité. / Irritable bowel syndrome (IBS) is a multifactorial functional disorder, involving environmental factors (stress and diet for instance), gut-brain-axis dysfunction, micro-inflammation, dysbiosis and an alteration of intestinal permeability. The role of the proteasome in the regulation of the intestinal barrier during IBS has been studied. In addition, these intestinal functional disorders have also been described in patients with obesity. Nevertheless, the mechanisms underlying an association of intestinal functional disorders in the obesity context, remain poorly understood and have therefore been investigated in this thesis. In this study, "IBS-like" mouse models such as water avoidance stress (WAS) and the post-inflammatory (post-TNBS) models, were used to study the impact of proteasome inhibition on the regulation of intestinal permeability. We found that the pharmacological inhibition of the proteasome (with PR-957) or the use of knock-out mice for a subunit of the proteasome (β2i -/-) limit intestinal hyperpermeability occured in IBS-Like models. Moreover, we found that oral supplementation with glutamine also reduces intestinal hyperpermeability, wich, thus, can be considered as a putative nutritional treatment for IBS. A colonic proteomic study of WAS mice and a study of colonic ubiquitoma in IBS patients with diarrheal profiles confirmed the involvement of proteasome in the pathophysiology of IBS. Therefore, the link between obesity and IBS was examined by combining models of obesity (ob/ob genetic and high-fat diet [HFD] models) with WAS model. Only HFD mice displayed enhanced intestinal hyperpermeability and higher plasma corticosterone levels in response to WAS. Further studies suggest that these results, themselve, are independent of leptin, glycaemia and gut microbiota. This study paves new ways of treating patients suffering from IBS, by nutritional intervention via glutamine or by using the proteasome as a therapeutic target. We also suggest a role of diet (high fat) in the development of intestinal functional disorders during obesity.

Le remodelage cardiaque est un élément central dans le développement et la progression de l'insuffisance cardiaque, une cause majeure de morbi/mortalité dans le monde. Il est défini par les changements structurels, métaboliques et fonctionnels du ventricule gauche qui se manifestent cliniquement par des modifications de taille et de forme du cœur dans diverses situations pathologiques telles que l'hypertension, l'infarctus du myocarde ou l'obésité. Il s'agit donc d'un procédé complexe et dynamique qui implique une hypertrophie des cardiomyocytes, une production massive de radicaux libres (ROS) et une perte importante de cardiomyocytes par apoptose/nécrose. Cette perte cellulaire induit l'activation des fibroblastes cardiaques et le développement progressif d'une fibrose interstitielle conduisant à l'insuffisance cardiaque. Mon projet de thèse est centré sur l'étude du rôle de la kinase PIKfyve dans le remodelage ventriculaire et l'insuffisance cardiaque. PIKfyve est une lipide kinase conservée au cours de l'évolution qui régule de nombreuses fonctions cellulaires fondamentales. Par des approches in vitro et in vivo sur des modèles murins d'insuffisance cardiaque, mes travaux de thèse identifient PIKfyve et son produit le phosphatidylinositol 5-phosphate comme acteurs clés de l'altération du statut cardiométabolique et de l'intégrité mitochondriale en conditions pathologiques. L'inhibition pharmacologique et épigénétique de l'enzyme préserve l'intégrité mitochondriale, réduit le stress oxydant, l'apoptose cardiomyocytaire, et culmine par l'amélioration des fonctions cardiaques dans un modèle d'insuffisance cardiaque liée à l'obésité. De plus, mes travaux identifient un nouveau mécanisme de régulation de la réponse au stress cellulaires par PIKfyve qui implique une voie de la désacétylase mitochondriale SIRT3.[...] / Cardiac remodeling is a key process in the development and the progression of heart failure, one of the leading causes of morbi/mortality in modern societies. It is defined as a combination of structural, metabolic and functional modifications that clinically manifest as changes in size and shape of the heart, and under the influence of risk factors such as hypertension, myocardial infarction and obesity. Cardiac remodeling is a complex and dynamic process characterized by cardiomyocyte hypertrophy, excessive reactive oxygen species (ROS) generation leading to a massive loss of cardiomyocytes by apoptotic/necrotic cell death. Altogether, these events trigger the differentiation of cardiac fibroblasts into myofibroblasts and the progressive development of interstitial fibrosis leading to cardiac dysfunction. My thesis work focuses on the role of the lipid kinase PIKfyve in cardiac remodeling and heart failure. PIKfyve is the product of an evolutionary conserved single-copy gene and is known to regulate pleiotropic cellular functions. Combining in vitro and in vivo studies in mouse models of cardiac remodeling, my work identifies PIKfyve and its product phosphatidylinositol 5-phosphate as master regulators of the cardiometabolic status and mitochondrial integrity under pathological conditions. Pharmacological or epigenetic inhibition of the enzyme preserves mitochondrial integrity, reduces oxidative stress, myocyte apoptotic death and culminates with improved cardiac function in a mouse model of obesity induced heart failure. These effects are mediated by the mitochondrial deacetylase SIRT3. My work also demonstrates that PIKfyve is a necessary factor in the differentiation of cardiac fibroblasts into myofibroblasts during cardiac remodeling, regulating the TGF-beta/Smad pathway. Altogether, my thesis work unravels a novel role for PIKfyve in myocardial remodeling and paves the way for alternative therapies as a new molecular target for the treatment of cardiometabolic and fibrotic diseases.