Le VEGF-A est impliqué dans plusieurs pathologies, dont les maladies cardiovasculaires et plusieurs types de cancer. L'existence de voies de signalisation communes entre le VEGF-A, les molécules d'adhésion cellulaire et des molécules de l'inflammation pourrait permettre d'expliquer la large gamme de fonctions du VEGF-A dans les différentes situations pathologiques. Dans le cadre de cette thèse, nous avons développé une approche intégrative pour l’étude du VEGF-A et de son positionnement au sein de plusieurs voies métaboliques. Cette approche associe les études d’identification des variants génétiques associés au VEGF-A et leur fonctionnalité biologique par une approche transcriptomique. Ainsi, le but général de cette thèse est d’investiguer les relations complexes des polymorphismes liés au VEGF-A, des taux plasmatiques et de l’expression du VEGF-A avec les molécules d'adhésion cellulaire et les molécules de l’inflammation, les lipides plasmatiques, les gènes candidats NOS3, CD14, MMP3 et IL4, et avec les facteurs de risque cardiovasculaires (obésité, pression artérielle) chez des individus en bonne santé. Pour la réalisation de ces études, nous avons utilisé des sous-groupes de populations de la cohorte STANISLAS et autres populations du Centre de Ressources Biologiques IGE-PCV. L’expérimentation transcriptomique est réalisée avec des cellules mononucléaires du sang périphérique.Parmi les résultats obtenus nous avons montré : • Une association entre l'isoforme VEGF-A145 et l'ARNm d'ICAM-1, de sélectine L et de TNF-α. • Une association entre les taux du VEGF-A et les taux d’ICAM-1 et de la sélectine E. • Des interactions épistatiques entre les variants du VEGF-A pour les taux de la sélectine E, du TNF-α, de l'ICAM-1 et de l'IL-6. • Une association significative entre rs4416670 et les niveaux de l'ARNm de la sélectine-L • Une association entre le variant rs6921438 et les niveaux de HDL-C et LDL-C. • Une interaction entre rs4416670 et hypertension pour la variation interindividuelle de l'apolipoprotéine E. • Des associations significatives entre l’expression de l’isoforme VEGF-A145 et les polymorphismes de NOS3, CD14, MMP3, IL4R, et IL4. • Des interactions épistatiques significatives entre les variants génétiques de NOS3, CD14, MMP3, IL4R, et IL4 et les quatre polymorphismes liés au VEGF-A sur les taux plasmatiques de VEGF-A. • Des interactions significatives entre le rs1800779 de NOS3 et HDL-C, les triglycérides et l’obésité ainsi que l’interaction de rs6921438 avec l’hypertension pour les niveaux plasmatique de VEGF-A • Des associations significatives et interactions gène × lipides du sang entre tous les variants génétiques de VEGF-A et les phénotypes d’obésité. • Une association significative entre le rs4416670 et la pression pulsée. • Une interaction épistatique entre le rs6921438 et le rs10738760 pour la pression pulsée. • Des associations significatives entre le variant rs10738760 de VEGF-A et le risque de syndrome métabolique. Les résultats de cette thèse montrent le rôle central du VEGF-A dans la régulation des différents processus physiologiques et permettant de proposer le VEGF-A comme un nouveau biomarqueur potentiel des maladies cardiovasculaires à évaluer cliniquement / VEGF-A is involved in several diseases, including cardiovascular disease and several types of cancer. The existence of common signaling between the VEGF-A, cell adhesion molecules and inflammatory molecules may help to explain the wide range of functions of VEGF-A in different pathological situations. As part of this thesis, we have developed an integrative approach to study of VEGF-A and its position in several metabolic pathways. This approach involves the identification of genetic variants associated with VEGF-A and their biological function by a transcriptomic approach. Thus, the general aim of this thesis is to investigate the complex relationships between four polymorphisms associated with VEGF-A, its plasma levels and its expression with cell adhesion molecules, inflammatory molecules, plasma lipids, candidate genes (NOS3, CD14, MMP3 and IL-4) and with cardiovascular risk factors (obesity and blood pressure) in healthy individuals. For our studies, we used a subgroup of the STANISLAS Family Study and other populations available in the Biological Resources Center IGE-PCV. Our transcriptomics experiments have been performed with peripheral blood mononuclear cells. The results showed: • An association between VEGF-A145 isoform with the levels of ICAM-1 mRNA, L-selectin mRNA and TNF-α mRNA. • An association between the levels of VEGF-A and the levels of ICAM-1 and E selectin. • An epistatic interactions between the VEGF-A related variants for the levels of E selectin, TNF-α], ICAM-1 and IL-6. • An association of rs4416670 with levels of mRNA of L selectin. • An association between rs6921438 and levels of HDL-C and LDL-C. • An interaction between rs4416670 and hypertension for the interindividual variation of apolipoprotein E. • Significant associations between the expression of VEGF-A with NOS3, CD14, MMP3, IL4R and IL-4 polymorphisms. • Significant epistatic interactions between genetic variants of NOS3, CD14, MMP3, IL4R, and IL4 and the four polymorphisms related to VEGF-A on the plasma levels of VEGF-A. • Significant interactions between rs1800779 in NOS3 and HDL-C, triglycerides, and obesity, as well as interactions of rs6921438 with hypertension on plasma levels of VEGF-A. • Significant associations and gene × blood lipids interactions between all genetic variants of VEGF-A with obesity traits. • A significant association between rs4416670 and pulse pressure. • An epistatic interaction between rs6921438 and rs10738760 on pulse pressure. • Significant associations between the rs10738760 variant of VEGF-A and the risk of metabolic syndrome. The results of this thesis indicate the central role of VEGF-A in the regulation of various physiological processes and offer VEGF-A as a potential novel biomarker for cardiovascular disease to be further evaluated clinically

L'obésité représente à l'heure actuelle un problème de santé publique majeur. Malgré le rôle essentiel de l'activité physique (AP) dans la gestion du poids, de nombreuses études rapportent les difficultés d'engagement des populations obèses dans un style de vie actif. Ce travail doctoral porte sur l'étude des déterminants psychosociaux de l'AP des personnes obèses. Une méta-analyse a tout d'abord été conduite afin de déterminer l'impact des interventions faisant la promotion de l'AP auprès des populations obèses. L'analyse des 49 études publiées à ce jour, a permis de conclure à un impact significatif, mais modéré (d = 0.44) des interventions, sur l'AP des participants. Si quelques variables (e.g., durée, type d'indicateurs d'AP, format des sessions) semblent moduler le poids des interventions, il n'a pas été possible de tirer des conclusions concernant les processus psychosociaux impliqués dans ces effets. Prenant appui sur la théorie de l'autodétermination (TAD, Deci & Ryan, 2002), un programme de recherche constitué de 3 études complémentaires a ensuite été réalisé, afin (1) d'améliorer la compréhension des mécanismes motivationnels associés à l'adoption d'AP chez des adolescents obèses, et (2) d'évaluer l'impact d'une intervention motivationnelle destinée à rendre cette population plus active physiquement. Suivant un plan corrélationnel transversal, l'étude 1 avait pour objectif d'identifier les patterns motivationnels spécifiquement associés à différents types d'AP (i.e., AP sportive, de loisir, domestique). Les résultats suggèrent que l'AP de loisir est associée à un niveau élevé de régulations identifiée et intégrée, et à un faible niveau d'introjection. La pratique sportive est quant à elle, associée à un niveau élevé d'introjection et un faible niveau de régulation externe. L'étude 2 a exploré, par l'intermédiaire d'une méthodologie qualitative, les facteurs motivationnels associés au succès ou à l'échec d'un programme de gestion du poids pour adolescents. Les résultats indiquent que les participants ayant réussi à perdre du poids semblaient bénéficier d'un plus grand soutien de la part de la famille, et manifestaient une plus grande motivation autodéterminée à maintenir leurs comportements de santé. Enfin, à partir d'un plan randomisé contrôlé sur 6 mois, l'étude 3 a cherché à déterminer si l'ajout de 6 entretiens motivationnels (EM, Miller & Rollnick, 2002) augmentait l'efficacité d'un programme cognitivo-comportemental de gestion du poids. Comparés aux participants n'ayant bénéficié que du programme de gestion du poids, les analyses multi-niveaux montrent que les adolescents qui ont bénéficié à la fois des EM et du programme de gestion du poids présentaient (1) une plus grande augmentation de leur AP (auto-rapportée et objective), (2) une plus grande hausse des régulations identifiée et intégrée, (3) un niveau supérieur de soutien de l'autonomie du personnel médical, et (4) une diminution plus importante du niveau d'amotivation. Pris dans leur ensemble, ces résultats soulignent à la fois l'intérêt de l'EM, comme une stratégie pertinente pour promouvoir l'AP des adolescents obèses, et celui de la TAD comme cadre explicatif des mécanismes motivationnels associés à l'adoption d'AP chez des adolescents obèses. / Obesity currently represents a major public health issue. Despite the fact that physical activity (PA) is recognized to play a key role in weight control, numerous studies tend to show that obese populations experience difficulties in the adoption of an active lifestyle. This doctoral dissertation deals with the psychosocial determinants of PA among obese populations. A meta-analysis was first conducted so as to determine the impact of interventions promoting PA among obese populations. Inclusion of 49 studies published to date enabled to conclude to the existence of a significant, but moderated (d=0.44), impact of interventions on participants' PA. Despite the fact that few variables (e.g., duration, type of PA indicator, format of sessions) modulated impact of interventions, few results appeared concerning the psychosocial processes implicated in those effects. Based on self-determination theory (SDT, Deci & Ryan, 2002), a program of research comprising 3 complementary studies was then conducted in order to (1) enhance the understanding of the motivational mechanisms associated with a PA adoption among obese adolescents, and (2) evaluate the impact of a motivational intervention aiming at helping this population to become more physically active. Using a cross-sectional methodology, study 1 aimed at indentifying the motivational patterns specifically associated with different type of PA (i.e., leisure time PA, sport, daily PA). The results suggest that leisure time PA is associated with high levels of identified and integrated regulations, as well as low levels of introjection. Sport participation was associated with high levels of introjection and low levels of external regulation. Study 2 explored with a qualitative methodology the motivational factors associated with the success or failure of a weight loss program for adolescents. The results indicate that participants who succeeded in losing weight expressed more support from their family and more autonomous reasons to maintain health behaviors. Lastly, study 3 consisted in a randomized controlled trial of 6 months aimed at determining to what extent the addition 6 motivational interviewing sessions (MI, Miller & Rollnick, 2002) would impact the efficacy of a cognitive-behavioral weight loss program. Compared to participants who only benefited from the weight loss program, multilevel analyses reveal that adolescents who received both MI and weight loss program reported (1) an higher increase of PA (self-reported and objective), (2) an higher increase of integrated and identified regulations, (3) an higher autonomy support from medical staff and (4) a more important decrease of amotivation. Taken globally, those results both suggest interest of MI as a pertinent counseling method to promote PA among obese adolescent population as well as interest of SDT as an explanatory framework of motivational processes associated with PA adoption among obese adolescents.

L'obésité est associée à une morbidité cardiovasculaire et métabolique accrue. La littérature récente souligne l'importance du sommeil comme élément contributif de l'obésité. En effet, cette relation est bidirectionnelle : le sommeil peut participer à la pathogenèse de l'obésité et cette dernière joue également un rôle étiologique dans le développement des anomalies respiratoires nocturnes, en particulier du syndrome d'apnées du sommeil (SAOS). L'activité physique régulière constitue une modalité importante de la prise en charge de l'obésité et du SAOS et peut participer à la maîtrise des facteurs de risque cardiovasculaires et métaboliques. Cependant, quel que soit l'âge, l'obésité et le SAOS ont souvent été associés à une intolérance à l'effort.Dans ce travail de thèse nous avons donc exploré la relation entre l'activité physique, l'obésité, le sommeil et les facteurs de risque cardiovasculaire et métabolique associés chez des adultes en surpoids/obèses présentant un SAOS et des adolescents obèses, population dans laquelle ce risque est en cours d'installation.Après avoir montré l'importance de l'activité physique spontanée dans la maîtrise de l'hypertension artérielle du soir chez des personnes porteurs d'un SAOS à haut risque cardiovasculaire et la faiblesse des niveaux d'AP dans cette population, nous avons vérifié l'effet du SAOS sur la condition physique aérobie et l'oxydation lipidique dans un groupe de participants SAOS non obèses.La surcharge graisseuse thoracique peut majorer la contrainte ventilatoire à l'exercice et contribuer à l'intolérance à l'effort dans l'obésité. Nous avons recherché si les facteurs ventilatoires pouvaient rendre compte de l'intolérance à l'effort de l'adolescent obèse. Cette population dans laquelle la morbidité cardio-métabolique n'est pas encore complètement installée, a été choisie pour limiter l'impact de cette dernière sur la condition physique et isoler les facteurs ventilatoires éventuellement responsables de cette intolérance. Nous avons mis en évidence une respiration à plus bas niveau de volume pulmonaire ainsi qu'une contrainte ventilatoire et un essoufflement majorés lors d'un exercice avec port du poids (marche), réversibles par un programme d'exercice de 12 semaines; réversibilité pouvant expliquer une partie de l'amélioration de la condition physique induite par l'entraînement. Nous avons également confirmé la présence d'anomalies métaboliques et cardiovasculaires précoces chez le jeune obèse (inflammation, stress oxydant, insulino-résistance) et une altération de la qualité et de la durée du sommeil.Compte tenu des difficultés à perdre du poids dans la durée, nous avons étudié l'effet d'un programme d'exercice seul, sans restriction calorique, sur les marqueurs pré-cliniques de morbidité métabolique et vasculaire ainsi que le sommeil dans un groupe d'adolescents obèses. Nous avons montré une correction partielle des anomalies métaboliques et cardiovasculaires, une amélioration des quantité et qualité de sommeil ainsi qu'une augmentation des niveaux d'activité physique malgré l'absence de perte de poids. Les adolescents qui diminuaient le plus leur masse grasse viscérale bénéficiaient le plus d'améliorations métaboliques.Le maintien à long terme des acquis après un réentraînement en clinique constitue un enjeu important. Ainsi, une partie méthodologique de ce travail avait pour but d'évaluer la transférabilité sur le terrain d'indicateurs métaboliques mesurés en laboratoire (i.e. Lipoxmax et point de croisement glucido-lipidique) en vue de favoriser la mise en œuvre d'Activités Physiques Adaptées. Cette étude a permis de souligner la nécessité d'une détermination spécifique en fonction de l'activité physique adaptée envisagée.En conclusion, nos résultats soulignent l'intérêt majeur de l'activité physique et de l'exercice (sans restriction calorique) dans la prise en charge de la personne en surpoids ou obèse présentant ou non un SAOS. / Obesity is a major public health issue and is associated with increased cardiovascular and metabolic morbidity. Recent studies underline the potential bidirectional association between sleep and obesity: sleep seems to contribute to the pathogenesis of obesity and obesity also appears to play an etiological role in the development of sleep disturbances, such as obstructive sleep apnea (OSA). Physical activity is an important modality for the treatment of obesity and OSA and can contribute to decreasing cardiovascular and metabolic risk factors. However, both obesity and OSA have been associated with exercise intolerance.In this thesis, we explored the relation between physical activity, exercise, obesity, sleep and associated cardiovascular and metabolic risk factors in overweight/obese adults with OSA and obese adolescents.We showed that physical activity is the major determinant for evening blood pressure in adults with OSA presenting high cardiovascular risk. We then explored the effects of OSA on cardiorespiratory fitness and lipid oxidation in non-obese adults with OSA. Accumulation of chest wall fat can increase ventilatory constraint during exercise and may contribute to exercise intolerance in obesity. Thus, we aimed to verify the role of ventilatory factors in obese adolescents' exercise tolerance. We chose this population because their cardiovascular and metabolic risk factors are not fully established therefore we could isolate the effects of ventilatory factors on exercise tolerance. Our results showed that obese adolescents breathed at lower lung volumes and presented ventilatory constraint during weight-bearing exercise (walking). Exercise training improved breathing strategy by restoring breathing at higher lung volumes and decreasing ventilatory constraint. We also confirmed the presence of cardiovascular and metabolic abnormalities (inflammation, oxidative stress, insulin-resistance) and altered sleep quality and quantity. Long-term maintenance of weight loss is difficult to achieve, thus we examined the effects of exercise training alone, without dietary restriction, on markers of cardiovascular metabolic morbidity and sleep in obese adolescents. In the absence of weight loss, we showed improved metabolic and cardiovascular anomalies, improved sleep quality and quantity as well as increased spontaneous physical activity. The subgroup of participants who lost the most visceral fat demonstrated greater improvements in insulin-resistance and inflammation. Maintaining the beneficial effects of an exercise rehabilitation program is of particular importance. Thus, a methodological part of this thesis focused on the transferability of metabolic indices measured in a laboratory (i.e. Lipoxmax and crossover point) onto the field in order to prescribe Adapted Physical Activities. This study suggests the need to perform specific tests to use these indices outside of a clinical setting.In conclusion, our results highlight the major role of physical activity and exercise (without dietary restriction) in the prevention and treatment of overweight/obesity with or without OSA.

La littérature concernant l’obésité semble apporter de nombreuses connaissances quant à la mise en œuvre des dispositifs de lutte contre l’obésité mais également dans celle de la pratique d’activité physique (AP). Cependant, certains éléments comme les modalités de structuration de l’AP restent encore à approfondir. Ces travaux de recherche menés sous forme de recherche-action font appel à la fois aux données de terrain mais aussi à celles de la littérature. Complétés par un encadrement pluridisciplinaire en sciences de la vie et sciences humaines, pour répondre au caractère multidimensionnel de l’obésité, l’ensemble de cette organisation en fait son originalité.Cette recherche permet de mesurer les bénéfices d’un dispositif de terrain expérimental construit en ayant pris en compte à la fois les préconisations ou recommandations des politiques publiques (Programme National Nutrition Santé ou encore Plan Obésité) ainsi que celles émanant de la littérature. Nous nous sommes plus particulièrement intéressés aux bénéfices liés aux paramètres morphologiques des personnes puis nous avons aussi noté les changements opérés dans le profil d’activité physique et des comportements sédentaires. Enfin, nous avons tenté de comprendre les éléments semblant interférer ou au contraire aider le processus de perte de poids, à travers l'étude des interactions entre les variables d'activité physique, anthropométriques, de qualité de vie et de bien-être psychologique dans le cadre du programme d'AP proposé au long cours, mais aussi l'effet de la perte de poids et de la modification du profil d'activité sur la qualité de vie et le bien-être psychologique des participantes.Ces travaux de recherche ont permis d’apporter des éléments quant à la mise en œuvre pour la prise en charge de ce public atteint d’obésité en mettant à disposition des professionnels du secteur de nombreuses connaissances scientifiques et pratiques. Ils démontrent également l’intérêt et la complémentarité de la recherche de terrain / Literature about obesity seems to bring knowledge regarding the implementation of measures to fight obesity but also in physical practice. However, some elements like the conditions of structuration of the physical practice still should be examined further. This research studies conducted under in the form of action research rely on ground data but also on literature. What makes the organization different is the use of a multidisciplinary framework in life sciences and human sciences to answer the multidimensional nature of obesity. This research allows to see / gauge the profits of such a measure of experimental ground built on both recommendations of public policies - Programme National Nutrition Santé or Plan Obésité (National Program of Health and Nutrition or Plan on obesity) – and literature. We focused particularly on profits linked to the morphological aspect of people. Then we noted the changes operated in the physical activity pattern and in sedentary behaviors. Finally, we tried to understand the conditions that seem to interfere or on the contrary help the process of weight loss through the study of interactions between the variables of physical activity, anthropometrics, quality of life and well-being psychologic of the participants. Those research studies have allowed to provide conditions about the management of that public suffering from obesity by providing sector professionals of many scientific and practical knowledge. They demonstrate also the interest and the complementarity of field work

L’obésité abdominale est associée à de nombreuses complications métaboliques, telles que la résistance à l’insuline, le diabète de type 2 et les maladies cardiovasculaires. Récemment, il a été suggéré que ces anomalies métaboliques sont étroitement associées à la taille des adipocytes, cellules constitutives du tissu adipeux. En effet, plusieurs travaux suggèrent que plus les adipocytes sont gros, plus ils produisent des adipokines pro-inflammatoires, responsables de l’inflammation chronique associée à l’obésité. Dans ce contexte, le but de ce travail de thèse était, dans un premier temps, d’établir les répartitions en fréquences de tailles des adipocytes dans différentes situations physiologiques et physiopathologiques et dans différents dépôts adipeux à l’aide du Multisizer IV Coulter counter et dans un second temps de corréler la taille des adipocytes à leurs fonctions physiologiques. D’une part, nous avons montré que quels que soient les dépôts adipeux, les répartitions en fréquences de tailles des adipocytes ont toutes le même profil, elles sont bimodales avec une population de petits adipocytes (diamètre < nadir) et une population de gros adipocytes (diamètre > nadir). La privation en insuline (diabète de type I) entraînant une diminution de 60% de la masse du tissu adipeux, altére profondément la répartition bimodale en fréquences de tailles des adipocytes. La supplémentation en insuline de ces animaux diabétiques restaure la cellularité du tissu adipeux et la répartition en fréquences de tailles des adipocytes, suggérant un rôle régulateur majeur de l’insuline sur ces paramètres. La restriction calorique partielle, nous a permis de mettre en évidence un phénomène d’hystérésis dans certains tissus adipeux. De plus, à partir des données de restriction calorique prolongée il a été possible d’établir un modèle prédisant la cinétique des changements de tailles des adipocytes et de la répartition en fréquences de tailles. D’autre part, après avoir séparé les adipocytes en deux populations : les gros (diamètre > 50 µm) et les petits adipocytes (diamètre < 50 µm) nous avons montré que les petits adipocytes sont plus sensibles à l’insuline que les gros. Nous avons aussi constaté que les gros adipocytes sont plus lipolytiques que les petits adipocytes. Ces données sont en accord avec le modèle établi montrant que les échanges avec le micro-environnement tissulaire sont surtout dépendants de la surface des membranes cellulaires. Ainsi, nos résultats mettent en évidence que si la quantité de tissu adipeux est importante, sa qualité, dont la répartition en fréquences de tailles des adipocytes, est également importante et pourrait servir de paramètre prédictif du développement des désordres métaboliques. / Abdominal obesity is associated with several metabolic complications such as insulin resistance, type 2 diabetes and cardiovascular diseases. Recently, it has been suggested that these metabolic abnormalities are closely related to the size of adipocytes, cells constituting adipose tissue. Indeed, numerous studies suggested that the more adipocytes are larger, the more they produce pro-inflammatory adipokines which are responsible for obesity-associated chronic inflammation. In this context, the aim of this work was, in the first time, to establish the size frequency distributions of adipocytes in different physiological and pathological situations and in different fat depots using the Coulter counter Multisizer IV, and in the second time to correlate the size of the adipocytes to their physiological functions. On the one hand, we have shown that, all adipocyte size frequency distributions have the same profile regardless of fat depots, they are bimodal with both the population of small adipocytes (diameter < nadir) and the population of large adipocytes (diameter > nadir). Deprivation of insulin (type I diabetes) resulting in a decrease of 60% of adipose tissue mass, profoundly alters the bimodal distribution of adipocyte size frequency. Insulin supplementation of these diabetic animals restores cellularity of adipose tissue and the size-frequency distribution of adipocytes, suggesting a major regulatory role of insulin on these parameters. Partial caloric restriction has allowed us to a hysteresis phenomenon in some adipose tissues. In addition, following data from extended caloric restriction it has been possible to develop a model predicting the kinetic of changes concerning both the size of adipocytes and the frequency distribution. On the other hand, after separating the adipocytes in two populations: large (diameter > 50 microns) and small adipocytes (diameter < 50 microns), we have shown that small adipocytes are more insulin-sensitive than large ones. We also observed that larger adipocytes are more lipolytic than smaller ones. These data are in agreement with the established model showing that the interactions with the tissue microenvironment are mainly dependent on the surface of cell membranes. Thus, our results show that if the amount of adipose tissue is important, the quality which noticed by the adipocyte size frequency distributions is also important and could be used as a marker to predict the development of metabolic disorders.

En condition d'obésité, le tissu adipeux est le théâtre d'infiltration et d'accumulation de cellules immunitaires dont les lymphocytes Th17, impliqués dans de nombreuses maladies inflammatoires chroniques et auto-immunes. Les mécanismes d'activation et de prolifération des Th17 au sein du tissu adipeux ne sont pas connus. Nous avons suggéré un rôle des cellules souches adipocytaires (CSA) dans l'induction de l'inflammation médiée par les Th17. Nos résultats montrent, pour la première fois, et grâce à un modèle de co-culture combinant les CSA du tissu adipeux obèse avec des cellules mononucléées du sang circulant, que seules les CSA issues de sujets obèses, et non pas de sujets minces, sont capables d'induire l'activation des Th17 et des monocytes, qui en retour activent la sécrétion d'IL-6 par les CSA. L'environnement inflammatoire, induit par cette interaction, est à l'origine de l'inhibition de l'adipogenèse et de la réduction de la sensibilité à l'insuline des adipocytes. De plus, tout comme les CSA, les adipocytes issus de sujets obèses induisent le même phénotype inflammatoire. Enfin, une étude en cours nous a permis de montrer que les acides gras polyinsaturés de type -3, inhibent spécifiquement l'activation des Th17 mais n'ont aucun impact sur les monocytes inflammatoires, dans notre modèle, possiblement lié à une inhibition de l'expression d'ICAM-1. En conclusion, une triade inflammatoire constituée de CSA ou d'adipocytes issus de sujets obèses combinés avec des monocytes et des Th17, forme un cercle vicieux où l'inflammation est maintenue et amplifiée / In obesity, adipose tissue is massively infiltrated by a panel of inflammatory immune cells such as IL-17-secreting Th17 lymphocytes. The mechanisms by which Th17 cells are induced are less understood. We postulated that adipose stem cells (ASC), which are known to play immunomodulatory functions in contact with immune cells, might be involved in Th17 activation. By using an in-vitro co-culture model, we demonstrated for the first time, that ASC issued from obese , but not lean AT were able to activate IL-17 secretion from Th17 cells, and IL-1 secretion from monocytes. In turn, such an interaction led to increased secretion of IL-6 from ASC. The inflammatory environment generated from this interaction was then able to inhibit adipogenesis and adipocyte insulin-sensitivity. We also showed that adipocytes harvested from obese adipose tissue were able to promote Th17 cell and monocyte activation. Finally, we demonstrated that polyunsaturated fatty acids omega-3 presented anti-inflammatory properties towards Th17 cells, while they had no effect on monocytes in our co-culture model (manuscript in preparation), which was related to decrease of ICAM-1 expression. In conclusion, we highlight herein a crosstalk between ASC, monocytes and Th17 cells in obese adipose tissue, which leads to a vicious circle of pro-inflammatory cytokine secretion

L’obésité commune chez l’enfant et l’adolescent constitue actuellement un problème de santé publique, tant dans les pays industrialisés qu’en développement et le caractère protéiforme de ses causes en font une pathologie multifactorielle. Les champs cliniques et neurobiologiques ont permis d’isoler certains facteurs psycho-affectifs et sociaux, des vulnérabilités psychopathologiques ou des particularités dans la régulation du comportement. Ce travail de thèse propose une approche intégrative de ces facteurs en vue d’appréhender les déterminants et/ou conséquences comportementales et psychopathologiques ainsi que leurs influences réciproques dans le contexte de l'obésité pédiatrique.Une investigation de la sphère psycho-affective(dépression, anxiété, estime de soi, insatisfaction corporelle et comportement alimentaire) et de la sphère cognitive (intelligence, fonctions exécutives), socio-cognitive et cognitivo-affective (alexithymie, régulation et traitement émotionnels, empathie) a été proposée à cet effet auprès d’adolescents sans surcharge pondérale ou souffrant d'obésité sévère. Pour ces derniers, les résultats soulignent la présence d’une symptomatologie psychopathologique aigüe hétérogène, des difficultés alexithymiques prononcées ainsi que des perturbations cognitives à dominance exécutive. Ces troubles ont, en outre, une influence directe sur le comportement alimentaire et l’image du corps, pouvant contribuer à la péjoration de la sphère psychoaffective. Cette approche intégrative permet de spécifier le profil cognitif et affectif des enfants souffrant d’obésité commune, en vue d’intégrer ou d’optimiser des pistes de remédiation aux prises en charge actuelles. / Childhood obesity is currently considered as a major public health concern with a multifactorial origin. Psychological, emotional, social or behavioral regulation disorders have emerged as potential determinants, through clinical and neurobiological researches on developmental obesity. This doctoral thesis will focus on those multiple factors as well as cognitive states through an integrative approach and their reciprocal influences on childhood obesity. We hence proposed an investigation of social, psychological and emotional life ( depression, anxiety, self-esteem, body dissatisfaction ),cognitive abilities ( intelligence, executive functions ),socio-cognitive and cognitive-affective processes ( alexithymia, emotional processing and regulation, empathy ) in children and adolescents with, versus without, severe obesity. Results show a growing and heterogeneous psychopathological symptomatology in adolescents with severe obesity, as well as high levels of alexithymia. We also find some significant cognitive difficulties, mostly executive, thereby contributing to psychological and emotional disorders. Lastly, results show these troubles have a severe impact on eating behavior and body dissatisfaction. This integrative approach highlights the need to adapt the current medical care of childhood obesity, considering the cognitive and affective profile of every child.

Longtemps décrit comme un simple tissu de réserve énergétique, le tissu adipeux blanc est, depuis l’identification de la leptine en 1994, considéré comme un véritable organe endocrine. En effet, ce tissu secrète de nombreuses hormones et cytokines agissant de manière paracrine et endocrine pour contrôler le métabolisme énergétique. Par ailleurs, en plus des préadipocytes et des adipocytes, le tissu adipeux blanc contient également des cellules immunes innées et adaptatives ; lui conférant ainsi un rôle important dans le développement et le contrôle de l’immunité. Cependant, le rôle joué par le tissu adipeux blanc dans les infections - notamment pulmonaires - reste encore peu étudié. C’est dans ce cadre général que s’est inscrit ce travail de Thèse. La susceptibilité accrue des individus obèses (expansion du tissu adipeux blanc) à l’infection par le virus de la grippe (influenza) est largement étayée dans la littérature. Nous avons évalué l’impact de l’infection par le virus influenza sur le tissu adipeux blanc, chez des souris minces et des souris obèses. Nos résultats montrent que, de manière inattendue, le virus est détecté dans les tissus adipeux, sous-cutané (inguinal) et viscéral (périgonadique), de souris infectées par voie intra-nasale (détection du génome viral par RT-qPCR). La présence de virus dans le tissu adipeux est associée à l’augmentation de la sécrétion de cytokines pro- et anti-inflammatoires, à la diminution de l’expression de gènes impliqués dans la lipolyse et la lipogénèse, et à l’augmentation de l’expression des gènes impliqués dans l’induction d’une réponse immune anti-virale. De manière intéressante, l’infection par le virus influenza est associée au brunissement du tissu adipeux sous-cutané chez les souris minces. Chez les souris obèses, l’infection par le virus de la grippe n’induit pas l’effet dépôt spécifique observé chez la souris mince et ne montre pas de brûnissement au niveau du tissu adipeux sous-cutané 7 jours p.i. In vitro, nous montrons que le virus influenza peut infecter les préadipocytes et les adipocytes (lignée murine et cellules primaires humaines). Cependant, alors que le virus effectue la totalité de son cycle dans l’adipocyte, le préadipocyte libère très peu, voire pas, de nouveaux virions infectieux (PCR, transcriptomique, technique de plages de lyse, microscopie confocale et électronique). Ainsi nos résultats, très originaux, identifient le tissu adipeux blanc comme un nouveau tissu cible de l’infection par le virus de la grippe, in vivo. Au sein de ce tissu, les préadipocytes et les adipocytes sont potentiellement infectés par le virus, comme le montrent nos données in vitro, les adipocytes seuls permettant la production de nouvelles particules infectieuses.Contrairement à l’infection grippale, les données épidémiologiques et/ou expérimentales concernant la susceptibilité des obèses à l’infection par la bactérie Streptococcus pneumoniae sont contradictoires, du fait de l’utilisation de différents modèles d’obésité d’origine génétique et de sérotypes de pneumocoques. Dans ce projet, nous avons utilisé un modèle d’obésité d’origine nutritionnelle ; le modèle de souris nourries par un régime enrichi en lipides. Nous montrons que les souris obèses infectées (sérotype Sp1) développent un syndrome de type méningite, mortel, tandis que les souris minces contrôlent l’infection. Si les réponses pulmonaires à l’infection sont comparables entre les souris minces et obèses (dénombrement des colonies bactériennes, histologie, PCR, ELISA, cytométrie en flux), le nombre de bactéries dans le cerveau est significativement plus élevé chez les souris obèses, associé à une altération de la perméabilité de la barrière hématoencéphalique [...] / Since the identification of leptin in 1994, the white adipose tissue (WAT) is no longer considered to solely be an inert tissue storing fat. As an endocrine organ, the adipose tissue synthesizes and secretes several hormones and cytokines involved in the control of whole-body metabolism. In addition, besides preadipocytes and adipocytes, WAT also contains innate and adaptive immune cells; thereby contributing to the development and control of immunity. However, the role played by the adipose tissue during infections - notably during pulmonary infections, such as those resulting from influenza virus or Streptococcus pneumoniae infections - has barely been investigated. This defines the general scope of this work. Epidemiological and experimental data convincingly report that obese individuals are more susceptible to influenza infection. During this project, we therefore questioned whether influenza infection may impact on adipose tissues, both subcutaneous (inguinal, SCAT) and visceral (perigonadal, EWAT) depots, in lean and high-fat diet-induced obese mice. We unexpectedly showed that influenza virus is detected in SCAT and EWAT (quantification of the viral genome by RtqPCR) and that this was associated with drastic changes in the tissue such as: increased secretion of pro- and anti-inflammatory cytokines, decreased expression of genes involved in lipogenesis and lipolysis, as well as increased expression of genes related to the induction of anti-viral immunity. Interestingly enough, influenza infection was associated with the development of brown-like adipocytes in the SCAT, only in lean animals. Moreover, we demonstrated in vitro that preadipocytes and adipocytes (murine cell-line and human primary cells) are permissive to infection, yet with different outcomes. Indeed, only adipocytes allowed the release of new infectious particles (RtqPCR, transcriptomics, quantification of infectious particules on MDCK cells, confocal and transmission electron microscopy). Altogether, our findings revealed, for the first time, that the white adipose tissue, an organ at the crossroads of metabolism and immunity, is deeply affected by influenza infection and might thus be undervalued in influenza pathophysiology.In opposite to influenza infection, the impact of obesity on the outcome of Streptococcus pneumoniae (S.p.) infection remains uncertain, due to the different models (genetically-based obesity, and bacterial strains) used. During this work, we investigated S. pneumoniae (Sp1 strain, sublethal dose) infection in lean and high-fat diet-induced obese mice. We showed that obese mice died from sublethal S. pneumoniae infection, compared to lean animals. The increased mortality induced by infection did not result from impaired pulmonary response but rather from the development of a meningitis-like syndrom likely resulting from an increased bacterial dissemination through the bloodbrain barrier into the brain. We propose that the model of dietary obesity induced by consumption of fat-enriched diet, may be envisaged as a novel and valuable experimental model of memingitis to study Streptococcus pneumoniae travel through the blood-brain barrier and the subsequent immune consequences.

Les patients atteints de lupus érythémateux systémique ont une augmentation de la prévalence du syndrome métabolique (MetS) mais les mécanismes sous-jacents ne sont pas connus. Le récepteur de type Toll 7 (TLR7), qui reconnait de l’ARN simple brin, joue un rôle important dans la défense anti-microbienne de l’hôte, mais contribue également au développement et à la progression du lupus. Cependant, l’implication de TLR7 dans le MetS est inconnue. L’objectif de mon projet de thèse était d’explorer l’idée nouvelle que la signalisation de TLR7 peut conduire non seulement au lupus mais aussi à des anomalies métaboliques.Nous avons trouvé que l’obésité induite par un régime riche en gras (régime HFD) a conduit à une exacerbation du lupus et de paramètres métaboliques dans des souris TLR8ko, qui développent spontanément une auto-immunité de type lupique à cause d’une augmentation de la signalisation de TLR7 dans les cellules dendritiques (DCs). Au contraire, sous un régime HFD, les souris TLR7/8ko n’ont pas développé de lupus, et les souris TLR7ko et TLR7/8ko ont été protégées contre les anomalies métaboliques incluant l'augmentation de poids et l’intolérance au glucose. De manière intéressante, dans des souris sauvages (WT) le régime HFD a conduit à une augmentation de l’expression de TLR7 et de la production de TNF par les DCs spléniques et hépatiques, et ce phénotype était plus profond dans les souris TLR8ko. Mon étude montre l’implication de la signalisation de TLR7 dans l’interconnexion entre le lupus et les anomalies métaboliques, donc cibler TLR7 pourrait constituer une nouvelle approche comme thérapie contre le lupus et les maladies métaboliques. / Systemic lupus erythematosus (SLE) patients have increased prevalence of metabolic syndrome but the underlying mechanisms are unknown. Toll-like receptor 7 (TLR7) that detects single stranded-RNA plays a key role in antimicrobial host defence, but also contributes in the initiation and progression of SLE. However, the implication of TLR7 in MetS is unknown. The objective of my PhD project was to explore the novel idea that TLR7 signalling can lead not only to SLE but also to metabolic abnormalities. We found that high fat diet (HFD)-induced obesity led to exacerbation of lupus and metabolic parameters in TLR8ko mice, which develop spontaneous lupus-like disease due to increased TLR7 signalling by dendritic cells (DCs). In contrast, upon HFD TLR7/8ko mice did not develop SLE, and both TLR7ko and TLR7/8ko mice were protected from metabolic abnormalities including body weight gain and glucose intolerance. Interestingly, in wild-type mice HFD led to an increase of TLR7 expression and TNF production by hepatic and splenic DCs, and this phenotype was more profound in TLR8ko mice. My study uncovers the implication of TLR7 signalling in the interconnection of SLE and metabolic abnormalities, thus targeting TLR7 might be a novel approach as a tailored therapy in SLE and metabolic diseases.

L’addiction à l’alimentation (AA) est un concept ancien, mais encore sujet de controverses qui toucherait 18 à 24 % des obèses. Dans cette thèse, nous nous sommes intéressés aux intrications entre régulations du comportement alimentaire, addiction et AA, afin de mieux comprendre les mécanismes liés à la désinhibition de la prise alimentaire. Notre travail a conduit à plusieurs résultats : 1) Une revue de la littérature a permis de montrer l’existence d’interaction étroite entre les niveaux de régulation du comportement alimentaire et comment AA pourrait en être un exemple de dérégulation. 2) Une étude de cohorte a permis de démontrer l’existence de caractéristiques cliniques communes entre addictions et AA et celle d’un probable transfert d’addiction de la nicotine vers l’alimentation. 3) Sur le plan expérimental, nous avons montré qu’il existe des perturbations des ondes P300 et N200, dans l’obésité et la désinhibition alimentaire, proches de celles observées dans les addictions. 4) Enfin, nos résultats suggèrent le rôle potentiel de la ghréline comme marqueur de risque de trouble du comportement alimentaire. Ce travail ouvre des perspectives sur le plan expérimental, avec la suggestion de groupes contrôles plus pertinents ; cliniques, avec la création d’un potentiel test de dépistage rapide ; thérapeutiques, avec la mise en place d’un essai thérapeutique par tDCS / Food addiction (FA) is an old concept, but still subject to controversy. It affects 18 to 24% of obese people. In this thesis, we are interested in overlaps between food behavior regulation, addiction and FA, in order to better understand the mechanisms linked to food intake disinhibition. Our work leads to several results: 1) A review of the literature has shown the existence of close interaction between eating behavior regulation levels and how FA could be an example of their disturbance. 2) A cohort study demonstrated the existence of common clinical features between addiction and FA and a probable addiction transfer from nicotine to food. 3) From an experimental point of view, we have shown that there are disturbances of P300 and N200 ERP, in obesity and food disinhibition, close to those observed in addictions. 4) Finally, our results suggest the potential role of ghrelin as a marker for eating disorders increased risk. This work opens experimental perspectives, with the suggestion of more relevant control groups; clinical perspectives, with the creation of a screening tool; therapeutics perspectives, with the establishment of a therapeutic trial by tDCS