L'accumulation de tissu adipeux est un phénomène complexe caractérisé par de grandes variations étiologiques interindividuelles et des conséquences sérieuses pour la santé. Dans le but ultime de concevoir le traitement ou l'action préventive les plus complets et efficaces qui soient, il importe d'abord de tester la contribution de divers agents impliqués dans le contrôle du poids et de l'appétit. Cette thèse de doctorat documente l'impact de différents types d'interventions nutritionnelles sur des aspects préventifs et curatifs de l'embonpoint et de l'obésité. Les résultats issus d'un premier article scientifique démontrent qu'une restriction énergétique intermittente n'apporte pas de bénéfices supplémentaires sur la composition corporelle et le profil métabolique en comparaison à une restriction énergétique continue. Ils renforcent aussi l'idée qu'une perte de 5% du poids initial constitue un objectif prudent et valable pour l'amélioration de la santé métabolique. Un second projet de recherche a démontré qu'à densité énergétique, apparence et palatabilité égales, l'effet de contexte mais non la composition en nutriments a exercé une influence significative sur le contrôle de l'appétit. Les résultats issus d'une troisième étude suggèrent ensuite qu'une diète de faible densité énergétique à haut potentiel rassasiant puisse avoir un impact bénéfique sur la perte de poids et le contrôle de l'appétit d'individus dont les signaux de satiété sont faibles. Une quatrième étude, portant sur l'offre alimentaire saine et abordable dans une école primaire, a démontré qu'il est possible d'obtenir un compromis acceptable entre palatabilité, satisfaction et apport énergétique spontané chez des enfants de 4 à 12 ans. Enfin, la comparaison d'individus végétaliens et omnivores laisse présumer d'un rôle potentiel de l'alimentation en tant que moyen de prévention de l'accumulation des polluants organiques persistants dans le corps humain. L'ingestion d'olestra n'a toutefois pas eu le succès escompté pour contrer l'hyper-concentration plasmatique de composés organochlorés qui est survenue en réponse à une perte de poids modérée. En conclusion, les résultats des travaux présentés dans cette thèse suggèrent que l'alimentation santé peut avoir un impact favorable sur le contrôle du poids et de l'appétit. Cependant, il y a des limites à en améliorer la fonctionnalité.

L’obésité représente l’un des problèmes majeurs de santé publique. De nombreux pays sont très bien documentés en littérature scientifique concernant la forte prévalence et la constante progression de l’obésité. Quoiqu’il existe certains médicaments contre l’obésité, ils sont de plus en plus retirés du marché à cause de leurs effets secondaires graves et parfois mortels. Afin de permettre de meilleures stratégies préventives et thérapeutiques de ce phénomène, il est important de connaître d’autres mécanismes moléculaires qui pourraient offrir de nouvelles cibles dans la prévention et la thérapie de l’obésité. L’objectif général de ce mémoire de fin d’études était d’identifier et caractériser de nouveaux mécanismes moléculaires contrôlant la prise lipidique afin de développer des stratégies préventives et thérapeutiques contre l’obésité et les maladies qui y sont associées. Nous avons d’abord voulu identifier le gène spécifique pour une diète riche en gras chez des souris. Nous avons donc choisi le facteur trefoil 2 (Tff2) puisqu’il est modulé par la nourriture riche en gras et que son expression est corrélée à celle de l’apolipoprotéine A4 (ApoA4), qui est un facteur de satiété induit par l’apport lipidique. Par la suite, nous avons déterminé les effets associés à la déficience du facteur trefoil 2 (Tff2KO) dans la protection contre l’obésité induite par une diète riche en gras. En somme, l’ensemble des résultats suggère l’implication de la Tff2KO dans le contrôle du bilan énergétique. En effet, Tff2KO augmente la prise alimentaire tout en diminuant le niveau de leptine. De plus, il augmente de façon substantielle l’excrétion d’énergie fécale. En conclusion, ces résultats suggèrent que Tff2 pourrait être une cible préventive et thérapeutique majeure dans le contrôle de l’obésité. Enfin, nous avons tenté de localiser l’expression du Tff2 dans le cerveau. Les résultats obtenus nous ont permis de voir que le Tff2 serait faiblement détecté dans le cerveau. / Obesity is a major public health problem. Many countries are well documented in scientific literature for their high prevalence of obesity. Although there are some drugs against obesity, they are increasingly removed from the market because of their serious and sometimes fatal side effects. To allow better preventive and therapeutic strategies, it is important to know other molecular mechanisms which could provide new targets for the prevention and therapy of obesity. The overall objective of this thesis was to identify new molecular mechanisms controlling food intake in order to develop prevention and treatment against obesity and the associated diseases. We first wanted to identify specific gene for a high-fat diet in mice. We therefore chose Tff2 since it is modulated by the high-fat food (high fat) and its expression is correlated to that of apolipoprotein A4 (ApoA4), which is a satiety factor induced by fat intake. Subsequently, we determined the effects associated with the impairment of trefoil factor 2 (Tff2KO) in protecting against obesity induced by high-fat diet. In sum, the overall results suggest the involvement of Tff2 deficiency in the control of energy balance. Indeed, Tff2KO increases food intake while decreasing leptin levels. In addition, Tff2KO substantially increases the excretion of fecal energy. In conclusion, these results suggest that Tff2 could be a major preventive and therapeutic target in controlling obesity. Finally, we attempted to localize the expression of Tff2 in the brain. The results have allowed us to see that Tff2 is weakly detected in the brain.

L’inflammation chronique peut jouer un rôle important durant le développement de la pathogenèse associée à l’obésité. Il a été démontré que certains probiotiques (Lactobacillus, Bifidobacterium) pouvaient prévenir l’obésité et l’inflammation en réduisant la libération de lipopolysaccharides (LPS) par les cellules épithéliales intestinales. Ces probiotiques ont réduit le poids des cellules adipeuses (le nombre et la grosseur) en diminuant la libération des cytokines pro-inflammatoire (IL-6, TNF-α). Aucun produit laitier contenant des probiotiques avec des effets anti-inflammatoires et anti-obésité sont présentement disponibles en Amérique du Nord. La viabilité des probiotiques est importante durant la fabrication et l’entreposage des produits laitiers puisqu’un fromage (50 g) et un yogourt (100 g) doivent contenir au moins 109 unité formant une colonie (ufc) d’une souche spécifique de probiotique avec des allégations santé. Ainsi, cette étude se concentre sur la viabilité et les propriétés technologiques, anti-inflammatoire et anti-obésité de nouvelles souches probiotiques dans un yogourt et un fromage cheddar faibles en gras. Pour obtenir une bonne viabilité, il est essentiel de sélectionner les meilleures combinaisons de souches thermophiles (ferment du yogourt) ou de souches mésophiles (ferment du fromage) afin qu’ils soient compatibles avec les probiotiques. Durant la fabrication, les souches de bifidobactéries ont eu plus de difficulté à maintenir leur population cible de 109 bactéries par portion de fromage ou de yogourt que les souches de lactobacilles. Parmi les cinq candidats probiotiques, Bifidobacteria animalis ssp. lactis Bf141 et Lactobacillus rhamnosus Lb102 ont démontré les meilleurs effets anti-obésité et propriétés technologiques dans les produits laitiers. Les deux souches probiotiques ont survécu au passage gastro-intestinal. Les laits probiotiques ont permis de réduire le gain de poids corporel et le tissu adipeux blanc des souris comparativement au lait sans probiotique. La réduction de poids était plus importante avec la souche Bf141. L’effet anti-obésité a été plus important avec les laits qu’avec les yogourts. Le lait a donc été un meilleur vecteur que le yogourt pour les bactéries probiotiques ayant un effet anti-obésité. / Chronic Inflammation can play an important role in the development of the pathogenesis related with obesity. It has been demonstrated that some probiotics (Lactobacillus, Bifidobacterium) can prevent obesity and inflammation by reducing the liberation of LPS by intestinal epithelial cell. Probiotic have reduced adipose cells weight (size) by decrease the liberation of pro-inflammatory cytokine (IL-6, TNF-α). No dairy product containing anti-inflammatory and anti-obesity probiotics are currently available in North America. The viability of probiotic is important during the manufacture and the storage of dairy product since cheese (50 g) and yogurt (100 g) must contain at least 109 colony forming unity (cfu) of the specific probiotic strain with health claims. This study focuses on the viability and technological, anti-inflammatory and anti-obesity properties of new probiotic strains in low-fat yogurt and Cheddar cheese. To obtain a good viability, it is important to select the best combination of thermophilic strains to constitute a yogurt starter or Lactococcus strains to constitute a cheese starter to be compatible with probiotics. Bifidobacteria strains had more difficult to maintain a target population of 109 bacteria per serving cheese or yogurt than lactobacilli strains. Among five probiotic candidates, Bifidobacteria animalis ssp. lactis Bf141 and Lactobacillus rhamnosus Lb102 have demonstrated the best anti-obesity and technological properties in dairy products. The both probiotic strains survived to the gastrointestinal passage. The reduction of body weight gain and white adipose tissue of mice was more important with probiotics milks than milk without probiotic. Weight reduction was greater with Bf141 strain. The anti-obesity effect was greater with milks than with yogurts. Milk was therefore a better vector than yogurt for probiotic bacteria with anti-obesity effect.

Thèse ou mémoire avec insertion d'articles / Malgré la recherche intensive sur l'obésité et son étiologie, la prévalence de celle-ci continue d'augmenter de manière alarmante. L'obésité est un facteur de risque pour de nombreuses conditions, y compris la résistance à l'insuline (IR) et la stéatose hépatique non alcoolique (NAFLD). De ce fait, l'obésité réduit considérablement l'espérance et la qualité de vie et fait pression sur la société en induisant des dépenses de santé ainsi que la stigmatisation des personnes obèses. Au cours des dernières décennies, le déclin de la santé intestinale induit par l'obésité a été impliqué dans l'induction de conditions associées à l'obésité. Cela comprend des changements dans la composition du microbiote intestinal, le développement de l'inflammation intestinale et une réduction de la fonction de la barrière intestinale. La connaissance croissante du rôle intestinal dans les conditions associées à l'obésité amène une approche émergente pour cibler ces effets en réduisant les comorbidités. Le succès des nouvelles thérapies utilisant cette approche est cependant compliqué dû aux influences multidirectionnelles hôte-microbe et à l'induction de cycles vicieux, ce qui rend une caractérisation approfondie nécessaire pour améliorer cette approche. Cette thèse vise à caractériser l'efficacité de nouveaux modulateurs de la santé intestinale, dérivés de l'humain ou de microbes, dans la prévention ou le traitement de l'obésité, IR et NAFLD en utilisant des modèles murins d'induction de l'obésité par la diète (DIO). Cette caractérisation vise en outre à élargir les connaissances actuelles sur le rôle de l'intestin dans l'obésité et à nuancer la compréhension actuelle de l'interaction hôte-microbe pour aider les recherches futures dans le domaine et le développement de nouvelles thérapies contre l'obésité, IR et NAFLD. Les deux premiers chapitres tournent autour des effets des peptides de défense de l'hôte (HDP). Dans le chapitre 1, le traitement de HD-5 chez des souris obèses pendant 10 semaines alors qu'elles étaient continuellement nourries avec une diète riche en gras (HFD) n'a pas changé le phénotype obèse mais a réduit la dyslipidémie, amélioré la sensibilité à l'insuline et réduit les marqueurs NAFLD associés à une modification de la composition du microbiote intestinal par rapport au véhicule. Le deuxième chapitre étudie la capacité d'un autre HDP, un lysozyme d'origine fongique, dans la prévention de DIO. Le lysozyme a empêché la perméabilité intestinale induite par HFD et l'empiètement du microbiote bien que cela n'ait induit qu'une amélioration mineure de l'homéostasie du glucose et qu'aucune différence d'obésité ou de NAFLD n'a été observée. Nous avons ensuite davantage étudié les améliorations intestinales par le lysozyme dans un autre modèle de souris et constaté qu'il pouvait prévenir la colite induite chimiquement. Dans les deux modèles DIO et colite, les effets bénéfiques du lysozyme étaient associés à des changements dans la composition du microbiote intestinal qui étaient comparables. Le troisième chapitre évalue l'efficacité de deux probiotiques Lactobacillus dans la prévention des DIO, IR et NAFLD. Nous avons utilisé deux régimes obésogènes différents et démontré que l'effet de chaque probiotique sur les paramètres mesurés dépendait fortement du régime alimentaire. Cela inclue l'effet du probiotique contre l'obésité, le développement de IR et NAFLD, tandis que nous avons également observé des effets dépendants de la diète sur la composition du microbiote intestinal et la régulation des acides biliaires hépatiques et intestinaux. L'étude a ainsi révélé un lien étroit avec les composantes alimentaires et l'efficacité du traitement non caractérisé auparavant, ce qui doit être pris en compte lors de la recherche préclinique sur des modèles animaux et lors de l'évaluation de l'efficacité de nouveaux traitements chez l'humain. Collectivement, les études ont démontré que les modulateurs de la santé intestinale sont une approche viable pour induire des effets bénéfiques sur l'obésité, IR et NAFLD. Nous avons entre autres observé que les comorbidités associées à l'obésité pourraient être réduites même sans affecter l'obésité, et qu'une grande amélioration de la santé intestinale ne pouvait pas toujours induire des avantages considérables sur l'obésité ou les IR et NAFLD associés, nuançant davantage la compréhension du rôle intestinal dans ce contexte. Cette interaction complexe rend les mécanismes exacts incertains et donc si les effets se produisent directement par le maintien de la santé intestinale ou par des modes d'action indirects devra être démêlé davantage dans des études futures. / Despite intensive research in obesity and its etiology the obesity prevalence is increasing alarmingly worldwide. Obesity is an established risk factor for numerous conditions including insulin resistance (IR) and non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD). As a result, obesity decreases life and health expectancy substantially and poses an increasing toll on society with greater health care expenses and stigmatization of individuals with obesity. The last few decades obesity-induced decline in intestinal health has been implicated in the induction of obesity-associated conditions. This includes changes in gut microbiota composition, development of intestinal inflammation, and reduced gut barrier function. The increasing knowledge of the intestinal role in obesity-associated conditions provides an emerging approach to target these effects to reduce the downstream maladies from obesity. The success of novel therapies using this approach is, however, complicated by multidirectional host-microbe influences and induction of vicious cycles making further characterization urgently needed to improve this approach. This thesis aims to characterize the efficacy of novel gut health modulators derived from human or microbes in the prevention or treatment of obesity, IR, and NAFLD using mouse models of diet-induced obesity (DIO) to assess the efficacy in vivo. This characterization further aims to expand the current knowledge of the role of the gut in obesity and nuance the current understanding of host-microbe interplay to aid future research in the field and development of novel therapeutics against obesity, IR, and NAFLD. The first two chapters revolves around the effects of the host defense peptides (HDPs) human alpha defensin 5 (HD-5) and a fungal lysozyme. In chapter 1, treating already obese mice with HD-5 for 10 weeks while they were continuously high fat diet (HFD)-fed did not change the obese phenotype yet reduced dyslipidemia, IR, and NAFLD markers associated with a change in gut microbiota composition compared to vehicle-treated controls. The second chapter investigates the capability of another HDP, a lysozyme of fungal origin, in the prevention of DIO. The lysozyme prevented HFD-induced intestinal permeability and microbiota encroachment although this only induced a minor improvement in glucose homeostasis while no difference in obesity or NAFLD was observed. We further challenged the intestinal improvements by the lysozyme and found the lysozyme could prevent chemically induced colitis in a different mouse model. In both the DIO and colitis models the beneficial effects of lysozyme was associated with changes in gut microbiota composition that were comparable to some extent. Finally, the third chapter assesses the efficacy of two probiotic Lactobacillus strains in prevention of DIO, IR, and NAFLD. We used two different obesogenic diets and demonstrated that the effect of each probiotic strain on the measured parameters was highly dependent on diet. This included the probiotic effect of obesity, IR, and NAFLD development while we additionally observed diet-dependent effects on gut microbiota composition and hepatic and intestinal bile acid regulations. The study thus revealed a close connection to the dietary components and the efficacy of the treatment not previously characterized, which should be considered when conducting preclinical research in animal models and when evaluating efficacy of novel treatments in humans. The studies collectively demonstrated that gut health modulators in the form of HDPs or probiotics is a viable approach to induce beneficial effects on obesity, IR, and NAFLD. We further described obesity-associated comorbidities could be reduced even without affecting obesity, and that great improvement of intestinal health could not always induce extensive benefits on obesity or associated IR and NAFLD further nuancing the understanding of the intestinal role in this setting. This complex interplay makes the exact modes of actions unclear and thus whether the effects occur directly through the maintenance of intestinal health or by indirect modes of action is to be disentangled further in future studies.

L’augmentation préoccupante des incidences d’embonpoint et d’obésité a enclenché une cascade de programmes préventifs axés sur la santé, notamment en ciblant les comportements alimentaires. Par ailleurs, malgré les nombreux efforts déployés en ce sens, il semblerait persister certaines limites à l’adoption de ces comportements et c’est pourquoi quelques chercheurs affrontent ce problème en proposant des stratégies de prévention novatrices à l’échelle populationnelle. Actuellement, la communication en santé propose l’utilisation de différents messages pouvant plus ou moins être compris et adoptés par l’ensemble de la population. Sous notre toile de fond sociale où la productivité règne, que les aliments sont omniprésents et que nos choix semblent dictés par les désirs de la société, il semblerait que de proposer des messages favorisant l’autonomisation soit prometteur pour l’adoption de comportements durables en santé. Notamment, des messages axés sur les dimensions du plaisir permettraient une meilleure libération de notre identité alimentaire. Le but de ce mémoire est d’évaluer la pertinence d’un message de promotion des saines habitudes alimentaires, orienté vers le plaisir de manger sainement. Qui plus est, l’objectif de ce mémoire est de comparer les choix alimentaires et les raisons et émotions liées à ces choix entre les différents groupes étudiés, c’est-à-dire un groupe recevant un message axé sur le plaisir, un recevant un message axé sur la santé et un groupe témoin, sans message. Les résultats démontrent aucune différence quant aux choix santé selon le message reçu. Par ailleurs, chez les individus avec de moins bonnes habitudes alimentaires, autant un message axé sur le plaisir que sur la santé tend à entraîner des choix alimentaires plus sains comparativement aux individus ne recevant aucun message. Les résultats de ce mémoire apportent une conception novatrice de la promotion de la saine alimentation et permet de mieux orienter de futures recherches unissant le plaisir et la santé. / The concerning increase in the incidence of overweight and obesity has triggered a cascade of preventive programs focused on health, including targeting eating behaviours. Moreover, despite the many efforts made in this regard, there seem to be still some limitations to the adoption of these behaviours and that is why some researchers are addressing this problem by proposing alternative prevention strategies at the population level. Currently, health communication proposes the use of different messages that can be more or less understood and adopted by the entire population. Under our social backdrop of productivity, food being omnipresent, and choices seem to be dictated by the desires of society, it would seem that proposing empowering messages holds promise for the adoption of sustainable healthy behaviours. In particular, messages focused on the dimensions of pleasure would allow us to better liberate our food identity. The purpose of this thesis is to evaluate the relevance of a message promoting healthy eating habits, oriented towards the pleasure of eating healthy. Moreover, the objective of this paper is to compare food choices and the reasons and emotions associated with these choices between the different groups studied, i.e. a group receiving a message focused on pleasure, a group receiving a message focused on health and a control group, without a message. The results show no difference in healthy choices according to the message received. In addition, for individuals with low eating habits, either a pleasure- or a health-oriented message tend to lead to healthier food choices compared to individuals who do not receive any messages. The results of this thesis provide an innovative approach to the promotion of healthy eating and provide a better focus for future research that combines pleasure and health.