Contexte : Une amélioration des habitudes de vie, avec une légère perte pondérale (5 %), augmenterait les chances de concevoir un enfant chez les femmes obèses souffrant d’infertilité. La perte de poids est considérée comme le principal déterminant de la survenue d’une grossesse, mais aucune étude n’a évalué le rôle la qualité alimentaire. Objectif principal : Évaluer l’impact de l’amélioration de la qualité alimentaire sur les chances de survenue d’une grossesse auprès de femmes obèses et infertiles. Méthodologie : Étude prospective s’insérant dans un essai randomisé contrôlé évaluant l'impact d'une intervention interdisciplinaire visant l’amélioration des habitudes de vie sur la fertilité des femmes obèses suivies à la clinique de fertilité du CHUS en comparaison à des femmes ayant accès aux soins standards en fertilité seulement (n = 102). Des visites de recherche ont lieu à l’entrée de l’étude puis aux 6 mois jusqu’à la fin du projet, soit après 18 mois ou jusqu’à l’accouchement. La collecte de données inclut un questionnaire de fréquence alimentaire, des mesures anthropométriques et un test de condition physique. Un index de qualité alimentaire, le Healthy Eating Index modifié (mHEI, 0-100 points), a été calculé. Résultats : Pour l’ensemble des participantes, l’amélioration de la qualité alimentaire n’était pas associée à de meilleures chances de grossesse. À l’aide d’un modèle de régression de Cox, il a été possible d’observer que la qualité alimentaire initiale était un prédicteur important de grossesse au sein des deux groupes confondus (HR (par 10 unités) : 1,24 [1,03 – 1,50], p = 0,027), indépendamment du niveau de condition physique et de l’anthropométrie. De façon similaire, une meilleure qualité alimentaire observée avant conception présentait une association significative indépendante avec les chances de concevoir dans le temps (HR (par 10 unités) : 1,25 [1,04 – 1,49], p = 0,017). Les variables anthropométriques, incluant le poids, n’étaient pas associées à une probabilité accrue de concevoir. Conclusion : Une meilleure qualité alimentaire en préconception augmenterait les chances de grossesse chez les femmes infertiles souffrant d’obésité. / Abstract : Background : Improvement of lifestyle habits, associated with a modest weight loss (5 %), has shown to increase odds of pregnancy in overweight and obese women diagnosed with infertility. Weight loss is considered as the main factor that explains the improvement of fertility, but no study evaluated the specific role of diet quality on fertility in this population. Objective : Evaluate the impact of improving diet quality on odds of pregnancy in obese and infertile women seeking for fertility treatments. Methods : Prospective study nested in a randomized controlled trial evaluating the impact of an interdisciplinary lifestyle intervention on fertility of obese women followed at the fertility clinic of the CHUS, in comparison to standard fertility care only. Research visits take place every 6 months until the end of the project, which is after 18 months or delivery. Data collection include a food frequency questionnaire, anthropometric measurement and a fitness evaluation. A score of diet quality, the modified Healthy Eating Index (mHEI, 0-100 units), was calculated. Results : For all the participants, improvement of diet quality was not associated with the probability of pregnancy. With Cox regression, we observed that the initial diet quality was an important predictor of pregnancy within the two confounded groups (HR (by 10 units) : 1.24 [1.03 – 1.50], p = 0.027), independently of cardiorespiratory fitness and anthropometry. Similarly, the best diet quality observed before conception presented a significant independent association with odds of pregnancy over time (HR (by 10 units) : 1.25 [1.04 – 1.49], p = 0.017). Anthropometric variables, including weight, were not associated with a higher probability of conception. Conclusion : A greater diet quality in preconception seems to increase probability of pregnancy in obese infertile women.

Le diabète de type 1 (T1D) est une maladie auto-immune caractérisée par la destruction des cellules β du pancréas par les lymphocytes T auto-réactifs. Durant ma thèse, nous nous sommes intéressés au rôle des cellules de l’immunité innée dans le T1D à l’aide d’un modèle murin de la maladie : la souris NOD. Au contraire des cellules du système adaptatif (lymphocytes T et B), les cellules de l’immunité innée constituent la première ligne de défense de l’organisme lors d’une infection. Cette population est constituée entre autre de neutrophiles, cellules dendritiques plasmacytoïdes (pDC), macrophages, mais aussi de lymphocytes T et B non conventionnels tel que les cellules iNKT et B-1a. Précédemment, notre laboratoire a mis en lumière le rôle des lymphocytes iNKT dans le développement du T1D. Durant la première partie de ma thèse, nous avons démontré que les lymphocytes iNKT17, une sous-population des lymphocytes iNKT, ont un rôle délétère dans le T1D chez la souris NOD. Ces cellules infiltrent le pancréas et y produisent de l’IL-17, une cytokine pro-inflammatoire. Grâce à des expériences de transferts, nous avons mis en évidence que les lymphocytes iNKT17 exacerbent la maladie via la production d’IL-17. Dans la deuxième partie de ma thèse, nous nous sommes intéressés aux mécanismes qui induisent l’activation des lymphocytes T auto-réactifs. Nous avons observé chez la souris NOD, que la mort physiologique des cellules β conduit à l’activation de cellules de l’immunité innée : les neutrophiles, les lymphocytes B-1a et les pDC. La coopération entre ces cellules conduit à l’activation des pDC qui produisent de l’IFNα. Cette cytokine active les lymphocytes T auto-réactifs qui vont détruire les cellules β du pancréas. Nos résultats montrent que l’immunité innée est un acteur important dans la physiopathologie du diabète sucré. / The type 1 diabetes ( T1D ) is an autoimmune disease characterized by the destruction of β cells in the pancreas by autoreactive T lymphocytes. During my thesis, we are interested in the role of cells of innate immunity in T1D using a mouse model of the disease: NOD mice. In contrast to cells of the adaptive system (T and B lymphocytes ) cells of innate immunity is the first line of defense of the body during infection . This population consists of neutrophils , among other , plasmacytoid dendritic cells ( pDC ) , macrophages , T lymphocytes but not conventional B as iNKT cells and B -1a.Previously, our laboratory has highlighted the role of iNKT cells in the development of T1D . During the first part of my thesis , we demonstrated that iNKT17 cells, a subpopulation of iNKT cells, have a deleterious role in T1D in NOD mice . These cells infiltrate the pancreas and there produce IL -17 , a proinflammatory cytokine. Through transfer experiments , we demonstrated that lymphocytes iNKT17 exacerbate disease through the production of IL-17 . In the second part of my thesis , we investigated the mechanisms that induce the activation of autoreactive T lymphocytes. We observed in NOD mice , the physiological death of β cells leads to activation of innate immunity cells : neutrophils, lymphocytes B- 1a and pDCs . The cooperation between these cells leads to activation of pDC that produce IFNa . This cytokine activates autoreactive T cells which will destroy the β cells of the pancreas. Our results show that innate immunity is an important player in the pathogenesis of diabetes mellitus.

Ce travail doctoral est centré sur la régénération du foie en conditions normales et au cours de la stéatose hépatique. Ces dernières décennies, de nombreux travaux ont utilisé des modèles d’invalidations géniques afin d’identifier les acteurs important au cours de la régénération hépatique. Dans ce contexte, il avait été observé que des animaux dont le signal de l’hormone de croissance était inhibé présentait un défaut majeur de prolifération hépatocytaire après hépatectomie. Dans un premier temps, notre laboratoire s’est donc intéressé à comprendre comment l’hormone de croissance contrôle la régénération hépatique au niveau moléculaire. Pour cela, nous avons pratiqué des hépatectomies sur des animaux dépourvus en récepteur de l’hormone de croissance (GHrKO). Nous avons ainsi montré que l’hormone de croissance jouait un rôle majeur au cours de la régénération hépatique en contrôlant l’expression d’EGFR ainsi que l’activation de Erk1/2. Dans un second temps, je me suis intéressée à une situation pathologique associée à une dérégulation de la voie de l’hormone de croissance : la stéatose hépatique. De façon intéressante, de nombreux modèles murins de stéatose hépatique présentent également une inhibition importante de la prolifération après hépatectomie partielle. Chez l’Homme, cette maladie (NAFLD pour Non alcoholic fatty liver disease) représente un facteur de risque lors de transplantations hépatiques et de résections majeures du foie. Grâce à l’analyse quantifiée de plusieurs paramètres issue de biopsies de patients obèses, nous avons montré l’existence d’une forte corrélation entre stéatose hépatique et diminution de l’expression de l’EGFR sur l’Homme. Nous avons également pratiqué des hépatectomies sur deux modèles de stéatose, l’un génétique (ob/ob) l’autre induit par un régime déficient en méthionine et choline (MCD). Les cinétiques de régénération post hépatectomie nous ont permis de confirmer un défaut de régénération hépatique chez les souris ob/ob et MCD. D’autre part, l’étude de ces modèles de stéatose nous a amenés à valider la dérégulation de la voie de l’hormone de croissance et la diminution transcriptionnelle de l’EGFR avant et après hépatectomie partielle. En parallèle, nous avons souligné l’implication de la voie inhibitrice de prolifération TGF-β, dans l’altération de la prolifération hépatocytaire des animaux ob/ob. En effet, de nombreux acteurs de cette voie sont surexprimés après l’hépatectomie partielle, participant certainement au défaut de régénération plus drastique observé sur ce modèle. Pour finir, nous avons également montré que l’injection sur une courte période d’hormone de croissance sur les animaux ob/ob restaure la prolifération hépatocytaire post hépatectomie. Ce sauvetage phénotypique est associé à une réexpression transcriptionnelle et protéique de l’EGFR. A terme, ces travaux nous amènent à proposer que la dérégulation de l’axe hormone de croissance/EGFR représente un mécanisme général associé à la stéatose hépatique et responsable du défaut de régénération du foie lié à cette maladie. / This doctoral work focused on liver regeneration in physiological conditions and during steatosis. These last decades, several studies used gene invalidation models to identify important actors during the liver regeneration. In this context, it had been observed that animals displaying a defect of growth hormone pathway had a drastic defect of liver regeneration after partial hepatectomy. Initially, we started this work by focusing on understanding how growth hormone controls liver regeneration at the molecular level. To do so, we performed partial hepatectomies on animals deleted for the growth hormone receptor gene (GHrKO). These results showed that growth hormone plays a central role in the control of liver regeneration through the expression of EGFR and the activation of Erk1/2. Secondly, we focused our attention on a pathological situation showing a defect of growth hormone signaling : hepatic steatosis. Interestingly, many mice models of hepatic steatosis also present a drastic inhibition of hepatocytes proliferation after partial hepatectomy. In Humans, non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD) represents an important risk factor regarding liver transplantations and resections. Through quantified analysis of several parameters from obese patient biopsies, we showed the existence of a strong correlation between hepatic steatosis and decrease in EGFR expression on humans. We also performed partial hepatectomies on two models of hepatic steatosis, one being genetic (ob/ob) and the other one being induced by a methionine choline deficient diet (MCD). Kinetics of regeneration post hepatectomy led us to confirm the defect of liver regeneration in on ob/ob and MCD mice. Moreover, the study of these steatotic models allowed us to corroborate the downregulation of the growth hormone signaling and the transcriptional decrease of EGFR expression. We also underlight the importance of TGF-β, a signaling pathway inhibiting proliferation, in the liver regeneration defect observed in ob/ob mice. Indeed, many members of this pathway have been found to be upregulated after partial hepatectomy, possibly being involved in the drastic regeneration defect observed in ob/ob mice. To finish, we also showed that growth hormone injections on a small period of time in ob/ob mice were capable of rescuing hepatocyte proliferation post hepatectomy. This phenotypic rescue was associated with a reexpression of EGFR at the transcription and protein level. This work led us to propose that the defect of the growth hormone/EGFR pathway represents a general mechanism associated with hepatic steatosis and is responsible for the liver regeneration defect linked to this disease.

La stéatose hépatique affecte 20 à 40% de la population et progresse de façon constante. Il s’agit d’une pathologie chronique fortement associée au syndrome métabolique. Sa pathogenèse est mal comprise. Une altération du métabolisme des lipides dans le foie entraînant une accumulation intra-hépatique de lipides est probablement la cause majeure de la stéatose hépatique. A ce jour, il n’existe pas de traitement spécifique de la stéatose hépatique. La protéine kinase activée par l’AMP (AMPK) est un régulateur clé du métabolisme énergétique. Notamment, l’AMPK contrôle le métabolisme des lipides en inhibant la synthèse des acides gras et du cholestérol, et en stimulant l'oxydation des acides gras. Plusieurs études ont montré l’existence d’une association entre l’accumulation intracellulaire de lipides et une perte d’activité de l’AMPK dans le foie. Ces observations suggèrent que l’AMPK pourrait être un facteur impliqué dans la physiopathologie de la stéatose hépatique. Pour étudier cette hypothèse, nous avons généré un nouveau modèle de souris knockout dépourvu des sous-unités catalytiques α1 et α2 de l’AMPK spécifiquement dans le foie. Nous avons analysé les conséquences de cette délétion sur le métabolisme lipidique dans différentes situations nutritionnelles. La délétion de l’AMPK dans le foie ne modifie pas le contenu hépatique en triglycérides et en cholestérol au cours d’un jeûne ou après une réalimentation riche en glucides. Egalement, l’expression des gènes de la lipogenèse n’est pas modifiée dans le foie de ces animaux. De plus, l’oxydation des acides gras n’est pas altérée même après un jeûne de 24h. Etonnamment, l’absence de l’AMPK dans le foie n’amplifie pas la stéatose hépatique, ni l’hyperglycémie ou l’intolérance au glucose lorsque les souris sont nourries avec un régime riche en lipides. Cependant, l’activation de l’AMPK in vivo avec l'activateur direct, A-769662, normalise la stéatose hépatique chez des souris lipodystrophiques aP2-SREBP-1c et chez des souris obèses nourries avec un régime riche en lipides. Cet effet est dépendant de l’AMPK car il est totalement perdu chez des souris dépourvues d’AMPK dans le foie. Dans des hépatocytes de souris en culture primaire, l’activation de l'AMPK par un activateur direct (A-769662) ou par des activateurs indirects (metformine et AICAR) réduit le flux lipogénique et augmente l’oxydation des acides gras. Ces effets sont totalement abolis dans des hépatocytes AMPK KO, démontrant l’action spécifique de l'AMPK sur le métabolisme lipidique en réponse à ces composés. Ces résultats obtenus chez la souris sont extrapolables à l'homme puisque nous avons montré que l'activation de l'AMPK dans des hépatocytes humains en culture primaire inhibe de manière efficace la synthèse des acides gras et du cholestérol. En conclusion, nos résultats démontrent que l’inactivation de l’AMPK dans le foie n’est pas un facteur déclenchant ou aggravant dans la physiopathologie de la stéatose hépatique. En revanche, l’activation pharmacologique de l’AMPK améliore efficacement la stéatose hépatique. Ainsi, l’AMPK est une cible potentielle pour le développement d'activateurs dans le but de traiter la stéatose hépatique chez l’homme. / Fatty liver disease affects between 20-40% of the population. This pathology is usually associated with metabolic disease. Its pathogenesis is poorly understood. Altered lipids metabolism in the liver resulting on hepatic fat accumulation is probably due to fatty liver. There is no specific treatment for fatty liver disease. AMP-activated protein kinase (AMPK) is a key regulator of energy metabolism. In particular, AMPK regulates lipid metabolism by inhibiting fatty acids and cholesterol synthesis, and stimulating fatty acids oxidation. Several studies have shown an association between intracellular lipid accumulation and loss of AMPK activity in the liver. These observations suggest that AMPK may be a factor involved in the pathogenesis of hepatic steatosis. To investigate this hypothesis, we generated a new model of knockout mice lacking the catalytic subunits of AMPK α1 and α2 specifically in the liver. We analyzed the consequences of this deletion on lipid metabolism in different nutritional conditions. Deletion of AMPK in the liver does not affect hepatic triglyceride and cholesterol content in fasted or in refed conditions with a high carbohydrate diet. Also, lipogenic genes expression is not altered in the liver of these animals. Moreover, the oxidation of fatty acids is not impaired after 24 hour of fasting. Surprisingly, lacking AMPK specifically in the liver does not aggraving fatty liver, hyperglycemia, or impaired glucose tolerance when the mice are on high fat diet condition. However, the activation of AMPK in vivo with a direct activator, A-769662, normalizes hepatic steatosis in lipodystrophyc aP2-SREBP-1c mice and in obese mice placed on high-fat diet. This effect is AMPK dependent because it is completely abolished in mice lacking AMPK specifically in liver. In primary mice hepatocytes, AMPK activation by a direct activator (A-769662) or by indirect activators (metformin and AICAR) reduces lipogenesis rates and increases fatty acids oxidation rates. These effects were completely abolished in hepatocytes lacking AMPK, showing the specific action of AMPK on lipid metabolism in response to these compounds. These results obtained in mice can be extrapolated to humans. Indeed, we have shown that AMPK activation in primary humain hepatocytes inhibits effectively fatty acid and cholesterol synthesis rates. In conclusion, our results showed that inactivation of AMPK in the liver is not a triggering or an aggraving factor in the pathogenesis of hepatic steatosis. Nevertheless, AMPK re-activation has a therapeutic benefit for the treatment of fatty liver disease. Thus, AMPK is a potential target to treat fatty liver disease in human.

L'obésité pédiatrique et ses pathologies associées sont devenues un problème majeur de santé publique. La reprise des activités physiques quotidiennes et de loisirs, préconisée dans les recommandations internationales, est souvent complexe chez le jeune obèse en raison d'une image de soi dévalorisée, de difficultés d'intégration et d'une faible condition physique. L'excès pondéral, associé à la sédentarité, altère progressivement l'endurance cardiorespiratoire à l'exercice, freinant le retour à une pratique physique régulière et contribuant à la non-observance des prescriptions en activité physique. Pour répondre à un besoin croissant des professionnels de l'activité physique impliqués dans la prise en charge de ces jeunes, l'objectif de ce travail de thèse a été de valider des outils cliniques explorant l'endurance cardiorespiratoire chez l'adolescent obèse :Un test de marche/course de 12 minutes, un test de marche navette adapté sur 20 mètres (4km.h^ incrémenté de 0,5 km.HAmin-1) et un test sous-maximal sur ergocycle en 4 paliers ontpermis de déterminer des indices d'endurance cardiorespiratoire (D12, Vmax, PMA).L'analyse fréquentielle en temps variant de la variabilité de la fréquence cardiaque a permisd'estimer des intensités d'exercice sous-maximales proches des seuils ventilatoires.Le "Childhood Obesity Perceived Exertion Scale" (COPE-10) a permis de quantifier l'intensitéde l'exercice perçue au cours de l'effort.Ces outils non-invasifs et peu coûteux, utiles à l'évaluation initiale et au suivi de la condition physique du jeune obèse, peuvent être facilement utilisés pour concevoir et individualiser des programmes de réentraînement adaptés à ces jeunes. / Pédiatrie obesity and its associated diseases hâve become a major public health challenge. However, thé return to daily physical and leisure activities, recommended by most international guidelines, can be difficult for obèse youths, due to low self-esteem, difficulties in integrating groups and poor physical fitness. Overweight combined with sedentarity progressively modify cardio-respiratory exercise tolérance, rendering difficult thé return to exercise and contributing to non-compliance with prescriptions for physical activity. To meet thé growing needs of professionals in thé field of physical activity responsible for thé management of thèse subjects, thé main objective of this doctoral thesis was to validate clinical tools exploring cardiorespiratory capacity in obèse adolescent.A 12 minute walk/run test, an adapted 20m shuttle walk test (starting speed 4 km.b.-1,incréments : 0.5 km.h-1.miir1) and a submaximal exercise test by cycle ergometer with 4 stageswere proposed to calculate indices of cardiorespiratory fitness (D12, Vmax, PMA).Time-varying spectral analysis of heart rate variability was studied to estimate intensitiessubmaximal exercise near ventilatory thresholds.-The "Childhood Obesity Perceived Exertion Scale" (COPE-10) was used to quantify thé intensity of exercise as perceived by thé subjects during exercise.Thèse non-invasive tools, inexpensive, useful in thé évaluation and follow-up of cardiorespiratory fitness in obèse adolescents, can easily be used to develop and personalise adapted re-training programmes in thèse overweight teenagers.

Le diabète de type 2, défini par une hyperglycémie chronique, résulte d'un déficit de la sécrétion d'insuline et d'une insulinorésistance. Durant le prédiabète qui précède la maladie, la cellule ß pancréatique est capable d'établir une hyperactivité sécrétoire compensatrice de l'insulinorésistance. Les NO synthases neuronales (nNOS) pancréatique et musculaire contrôlent respectivement la sécrétion d'insuline induite par le glucose dans la cellule ß et la force contractile, la captation et l'utilisation du glucose dans les myocytes. Dans le modèle génétique du rat obèse Zucker fa/fa mimant l'état prédiabétique associant un hyperinsulinisme et une insulinorésistance, nous avons retrouvé au niveau de la cellule ß une forte augmentation du complexe entre la nNOS et son inhibiteur endogène PIN (Protein Inhibitor of Neuronal NOS) au niveau des granules de sécrétion d'insuline. Ce complexe, grâce à une interaction accrue avec la myosine V, participe à l'hyperactivité sécrétoire de la cellule ß pancréatique. En effet, des molécules inhibant spécifiquement l'interaction nNOS-PIN permettent de rétablir, chez le rat fa/fa, une sécrétion d'insuline normale. Au niveau musculaire, nous avons observé, dans ce modèle animal, une diminution d'expression de la nNOS sans variation du taux d'ARNm, traduisant une protéolyse accrue de la protéine. L'inhibition de la dégradation protéasomale permet de restaurer l'expression et l'activité catalytique de la nNOS dans le muscle squelettique. Cette perte de fonctionnalité de l'enzyme participerait à l'installation de l'insulinorésistance. Ces travaux ont permis de valider la nNOS comme une cible potentielle pour la prévention du diabète de type 2. / Type 2 diabetes is a chronic disorder defined by chronic hyperglycemia resulting from a deficiency of insulin secretion and an insulin resistance in peripheral tissues and liver. A long lasting silent phase, called prediabetes, precedes the disease and in which pancreatic ß cell is able to improve insulin secretion to compensate for the insulin resistance. The pancreatic and muscular neuronal nitric oxide synthases (nNOS) control respectively glucose-induced insulin secretion in pancreatic ß cell and glucose uptake and utilization in myocytes. In the genetic model of obese Zucker fa/fa rat mimicking the prediabetic state characterized by hyperinsulinemia and insulin resistance, we found a high increase in the amount of the complex between nNOS and its endogenous inhibitor PIN (Protein Inhibitor of Neuronal NOS) at the level of insulin secretory granules within the ß cell. This complex, through an increased interaction with myosin V, participates in the secretory hyperactivity of the pancreatic ß cell, observed in this model of prediabetes. Indeed, molecules that specifically inhibit nNOS-PIN interaction allow to restore a normal insulin secretion in fa/fa rat. In skeletal muscle of this model, we observed a decreased expression of nNOS protein with no change in mRNA levels, suggesting an increased proteolysis of the protein. Inhibition of proteasomal degradation restores the expression and the catalytic activity of nNOS in skeletal muscle. Thus, this loss of functionality of the enzyme could participate in the installation of insulin resistance. This work therefore validated nNOS as a potential target for the prevention of type 2 diabetes.

Il a été montré que la consommation de Lactobacillus pouvait avoir des conséquences sur le poids de l’hôte, et ce, en fonction de la souche inoculée. Nous avons voulu comprendre le mécanisme par lequel ces microorganismes prolifèrent dans le tube digestif et induisent un changement de poids. Nous avons exploré la production de bactériocines permettant aux souches de Lactobacillus de croître au détriment des autres micro-organismes. Nous avons constitué une base de données de bactériocines nommée BUR et recherché les bactériocines dans les génomes de bactéries du tube digestif humain. Nous avons observé une abondance de bactériocines dans les génomes des bactéries du tube digestif, majoritairement dans les Firmicutes. Aussi, nous avons approfondi l’étude du profil métabolique des souches de Lactobacillus par une approche génomique et dans une analyse in vitro. Nous avons constaté que les souches de Lactobacillus dont la consommation induit une perte de poids possèdent des enzymes qui empêchent l'obésité en réduisant les niveaux de glucose dans le sang, les niveaux de triacylglycérols sériques, la masse corporelle et l'accumulation de graisse, tandis que les génomes des souches dont la consommation induit un gain de poids codent pour plusieurs enzymes favorisant la production de fructose, et mobilisent l'énergie et le carbone stocké dans les acides gras. De ce fait, nous pouvons dire que les espèces de Lactobacillus jouent un rôle important dans la digestion des nutriments, avec un effet direct sur le changement de poids. / It has been shown that Lactobacillus consumption could affect the weight of the host, and led consequently to significant weight gain or loss, depending on the strain. We wanted to understand the mechanism by which these microorganisms induce weight change. We explored the various known mechanisms, including the production of bacteriocins, allowing Lactobacillus strains to grow at the expense of other microorganisms. We established a bacteriocin database, named BUR, and search for bacteriocins in the genomes of human gut bacteria. We observed an abundance of bacteriocins in the genomes of bacteria in the digestive tract, predominantly in Firmicutes. We also have deepened the study of the metabolic profile of Lactobacillus strains, both by a genomic approach and in an in vitro assay, to better understand the pathophysiology of obesity. We have found that Lactobacillus strains whose consumption induces weight loss possess enzymes which prevent obesity by reducing glucose levels in blood, serum triacylglycerols levels, body weight and the accumulation of fat, whereas the genomes of strains whose consumption leads to weight gain encode several enzymes promoting the production of fructose and mobilize energy and the carbon stored in the fatty acids. Therefore, we can say that Lactobacillus species are important in the digestion of nutrients and can have a great influence on carbohydrate and lipid metabolism, with direct effect on weight change.

Nous avons étudié les mécanismes adaptatifs induits par une surnutrition hyperlipidique (+757 kcal/j) de 56 jours sur le métabolisme énergétique et le muscle squelettique chez des sujets sains. En parallèle, nous avons étudié les mécanismes adaptatifs induits par une surnutrition en fructose de 7 jours sur le métabolisme énergétique et le muscle squelettique chez des sujets apparentés diabétiques de type 2 et nous avons réalisé des études in vitro sur myotubes humains afin d'identifier le médiateur contribuant aux effets du fructose. Ces deux surnutritions contribuent à augmenter le poids corporel. Ces modifications sont accompagnées par l'oxydation préférentielle des glucides au détriment des lipides. La surnutrition hyperlipidique induit, au niveau musculaire, une diminution de l'expression de PDK4 qui pourrait être la conséquence de la diminution de la concentration en NAD+ associée à la baisse de l'activité de SIRT1 comme supportée par l'hyperacétylation de PGC1alpha. Bien que l'activation de la voie SIRT1/PGC1alpha semble réduite, la surnutrition hyperlipidique est associée à une augmentation de l'expression des gènes liés à la mitochondrie. La surnutrition riche en fructose induit quant à elle, au niveau musculaire, une baisse de l'expression de nombreux gènes liés à l'oxydation des lipides et à la mitochondrie comme CPT1 et MLYCD. Les études in vitro suggèrent que le fructose agit de manière indirecte sur le muscle squelettique. Ce travail de thèse met en lumière les conséquences d'une balance énergétique positive induite par la surconsommation de lipides ou de fructose sur le métabolisme énergétique et l'expression génique du muscle squelettique / We studied the effects of a high-fat overfeeding (+757 kcal/d) during 56 days on energy metabolism and skeletal muscle of healthy subjects. ln parallel, we studied the effects of high fructose overfeeding during 7 days on energy metabolism and skeletal muscle of first-degree relatives of type 2 diabetic patients and we performed in vitro studies with human myotubes to identify the mediator contributing to the fructose effects. High-fat and high-fructose overfeeding both contribute to increase body. These changes are associated with a preferential oxidation of carbohydrates instead of lipid. High-fat overfeeding induces in skeletal muscle, a decrease in PDK4 expression that could be the consequences of decreased NAD+ concentration associated with a decreased SlRT1 activity as supported by the hyperacetylation of PGC1alpha. Although this reduction of the SlRT1/PGC-1alpha pathway appears, the high-fat overfeeding is associated with increased mitochondrial gene expression. The high-fructose overfeeding induces in skeletal muscle a decrease in many genes expression related to lipid oxidation and mitochondria as CPT1 and MLYCD. ln vitro experiments suggest an indirect action of fructose in skeletal muscle. This thesis highlights the consequences of a positive energy balance induced by over- consumption of lipid or fructose, which we can find in the general population, on energy metabolism and skeletal muscle gene expression

Parmi les cellules stromales présentes dans le microenvironnement du cancer du sein, les adipocytes représentent des acteurs émergents dans la progression tumorale. Etudier le dialogue croisé entre adipocytes et cellules tumorales est d'importance en médecine, car l'obésité est un facteur reconnu de mauvais pronostic dans de nombreux cancers, notamment le cancer du sein. Nos résultats montrent que lorsque les adipocytes sont maintenus en présence des cellules tumorales pendant un temps prolongé, ils se réorientent progressivement en cellules fibroblastiques, présentant des caractéristiques de fibroblastes-Associés au Cancer. Nous avons nommé ces cellules, ADFs pour " Adipocytes Derived Fibroblasts " et montré que ces derniers, présents dans des tumeurs mammaires humaines, favorisent de manière importante l'invasion des cellules tumorales. D'autre part, nous avons démontré que les adipocytes favorisent une résistance pléiotropique aux cellules tumorales via un mécanisme d'efflux original et que cette chimiorésistance médiée par les adipocytes est amplifiée en conditions d'obésité. Ces travaux pourraient expliquer, en moins en partie, le mauvais pronostic des cancers du sein chez les patientes obèses. / Among stromal cells present in breast cancer, adipocytes represent emerging players in tumor progression. Studying the role of adipocytes in cancer is a major interest since epidemiological studies have convincingly established that obesity is associated with a poor outcome for several cancers, especially breast cancer. We demonstrated that some CAFs (Cancer Associated Fibroblasts) present in the breast tumor stroma arise from the "dedifferenciation" of adipocytes upon prolonged stimulation by tumor cells. This population was named ADFs (Adipocytes-Derived Fibroblasts) and was found in clinical samples of breast cancer. We further demonstrated that ADFs stimulate the invasive capacities of tumor cells. Moreover, our results suggest that adipocytes promote multidrug resistance in breast cancer cell lines mediated by an original efflux mechanism. Finally, we demonstrated that adipocyte-induced chemoresistance is amplified by obesity. This work may explain, at least in part, the poor prognosis of breast cancer in obese patients.

Des études chez le rongeur et l’Homme ont montré que la détection orosensorielle des lipides alimentaires implique une dimension gustative. Deux lipido récepteurs candidats sont présents dans les bourgeons du goût : CD36, dont l’implication dans le « goût du gras » a été démontrée par des études menées au laboratoire chez la souris, et GPR120. Les travaux de cette thèse ont montré que le GPR120 n’intervient pas directement dans cette détection, mais permettrait de moduler la sensibilité aux lipides. Ce système gustatif permet d’adapter les choix alimentaires aux besoins énergétiques tout en satisfaisant au plaisir de la consommation d’aliments palatables. Cependant, les personnes obèses surconsomment les aliments riches en énergie. S’il existe des perturbations centrales des mécanismes de récompense, nos résultats suggèrent que le système de détection périphérique des lipides est aussi altéré chez les souris obèses. Une diminution réversible de la sensibilité gustative pour les lipides est observée chez des souris rendues obèses par un régime riche en acides gras saturés, conséquence d’une dérégulation de la signalisation calcique CD36-dépendante dans les papilles gustatives. Pour déterminer l’origine de ces perturbations, le rôle de l’endotoxémie métabolique (due à une augmentation du LPS plasmatique provenant du microbiote intestinal) observée lors de l’obésité a été testé. Nous avons montré que, pris hors du contexte de l’obésité, l’endotoxémie bas-bruit est insuffisante pour altérer à elle-seule la détection orale des lipides. L’origine de cette altération est donc multifactorielle, impliquant probablement une combinaison de modifications hormonales et inflammatoires. / Dietary lipids are detected by the gustatory system in rodents and humans. Two candidate lipid-receptors are found in taste buds: CD36, which is involved in the fat taste as shown by studies conducted in our laboratory, and GPR120. Our results show that GPR120 is not directly involved in the gustatory detection of lipids in mice, but could rather be involved in the modulation of the sensitivity for fat. When this gustatory system works properly, food choices can meet the organism’s energy needs. Besides, the pleasure brought by the consumption of palatable foods is satisfied. However, obese people often overconsume energy-dense food. In the central nervous system, perturbations of the reward mechanisms have been observed, but our data show that the peripheral detection system is also altered in obese mice. A reversible decrease in the gustatory sensitivity for lipids has been found in diet-induced obese mice (diet rich in saturated fatty acids). This phenomenon is the consequence of a deficiency in the regulation of the CD36-dependant calcium signaling in gustatory papillae. To determine the origin of these perturbations, the role of obese-associated metabolic endotoxemia (characterized by an increase in plasma LPS coming from the intestinal microbiota) was investigated. We showed that low-grade endotoxemia, when studied outside of the context of obesity, is insufficient to trigger an alteration of the oral lipid detection. The origin of this alteration is therefore multifactorial, probably involving a combination of hormonal and inflammatory modifications.