Brucella est une bactérie intracellulaire facultative à Gram négatif responsable d’une zoonose, la brucellose. Pour persister dans l’organisme, Brucella agit comme un pathogène furtif en modulant la réponse immunitaire de l’hôte. La cyclooxygénase 2 (COX-2) est l’enzyme responsable de la synthèse des prostanoïdes, des médiateurs lipidiques dérivés de l’acide arachidonique (AA) présentant des propriétés immunorégulatrices. Cette thèse est centrée sur l’étude de cette voie métabolique au cours de l’infection par Brucella in vitro dans des cellules dendritiques (DC) humaines et murines ainsi qu’in vivo chez la souris en comparant différentes routes d’infection. Nous avons mis en évidence la capacité de l’infection à stimuler in vitro la production d’AA ainsi que l’expression de Ptgs2. In vivo, la comparaison des différentes routes d’inoculation a montré que l’infection intradermale induit une signature génique inflammatoire caractérisée par l’expression de Ptgs2 et d’Ifng. L’utilisation de NS-398, un inhibiteur spécifique de COX-2 stimule la clairance bactérienne dans les ganglions cervicaux (CLN) drainant le site d’infection. Ces résultats ouvrent ainsi la voie à de nouvelles stratégies thérapeutiques dans le traitement de la brucellose. La seconde partie de la thèse traite de l’implication des infections bactériennes dans l’initiation des processus oncogéniques. Nous y présentons une revue répertoriant l’ensemble des mécanismes pouvant contribuer à l’initiation oncogénique ainsi qu’un projet que nous développons au laboratoire portant sur l’initiation d’un lymphome folliculaire à la suite d’une stimulation antigénique chronique suite à l’infection par B. abortus. / Brucella is a facultative intracellular Gram-negative bacterium, responsible for a zoonosis called brucellosis. To persist into the host, Brucella acts as a stealthy pathogen by modulating the host immune response. The cyclooxygenase 2 (COX-2) is the enzyme responsible for the synthesis of prostanoids, a family of lipid mediators derived from the arachidonic acid (AA) and presenting immunomodulatory properties. Here, we have studied the impact of this pathway during Brucella infection in vitro in human and murine dendritic cells (DCs) as well as in vivo by comparing different infection routes. We have highlighted the ability of the infection to stimulate the AA synthesis and Ptgs2 expression. In vivo, by comparing different inoculation routes we showed that intradermal infection induces a specific inflammatory gene signature characterized by an important expression of Ptgs2 and Ifng. The use of NS-398, a specific inhibitor of COX-2 stimulates the bacterial clearance in the cervical lymph nodes (CLN) draining the site of infection. These results might open the way to new therapeutic strategies in the treatment of brucellosis. In a second part of the thesis, we discuss the involvement of bacterial infections in initiating oncogenic processes. Here, we present a review listing all the mechanisms that contribute to the oncogenic initiation and a project that we are developing in the laboratory dealing with the initiation of follicular lymphoma following chronic antigenic stimulation during B. abortus infection.

L’endométriose est une pathologie chronique, bénigne, caractérisée par la présence de tissu endométrial (glande et stroma) en dehors de l’utérus. La forte prévalence de cette maladie, sa symptomatologie invalidante et son coût annuel considérable en font un véritable enjeu de santé publique. Le traitement de l’endométriose comprend un volet chirurgical, potentiellement délabrant, et un volet médical, basé sur des produits anti-gonadotropes en première intention. L’endométriose est d’origine multifactorielle. Sa physiopathologie demeure mal connue. Alors que le reflux menstruel via les trompes semble être le primum movens, plusieurs étapes sont nécessaires à la formation des lésions d’endométriose : l’adhésion et l’implantation des cellules endométriales au mésothélium péritonéal, la prolifération cellulaire soutenue par un phénomène d’angiogenèse et enfin, la réaction inflammatoire. Ces étapes sont dépendantes de facteurs génétiques, immunologiques et environnementaux. L’inflammation joue un rôle clef dans la pathogénie de l’endométriose. Nous avons montré dans un premier temps, à l’aide d’une double approche de PCR quantitative et d’immunohistochimie, la surexpression du récepteur de la LH (LHCGR) dans les tissus endometriosiques ectopiques. A l’aide d’un modèle in vitro, nous avons démontré que la stimulation du LHCGR par l’hCG activait les MAPK (avec une augmentation du rapport pERK/ERK), exerçait une effet prolifératif et enfin, induisait la surexpression de nombreux gènes cibles : CYP19A1, NR5A1, INSL3, VEGFA et PTGS2. Ensuite, nous avons étudié les principaux acteurs de la voie des prostaglandines. Nous avons montré une nette perturbation de cette voie en faveur d’une augmentation de l’inflammation avec une surexpression de la PTGS2 ainsi que des récepteurs des prostaglandines PTGER2, 3 et 4 dans l’endomètre des patientes endométriosiques. Nous avons ensuite étudié la voie des sphingosines en analysant l’expression de ses acteurs clef (SPHK1-2, SGPP1-2, SGPL1, SPHAKAP, S1PR1-5). Nous avons mis en évidence pour la première fois l’existence d’une profonde dérégulation de l’expression des enzymes et des récepteurs de cette voie en faveur d’une diminution du catabolisme du Sphingosine-1phosphate. Cette perturbation est à l’origine de la réaction inflammatoire qui participe à l’entretien de la prolifération et de la croissance des cellules endométriosiques. Dans un deuxième temps, nous avons exploré le retentissement systémique de l’endométriose à l’aide du modèle d’une interleukine pro-inflammatoire et fibrosante, l’IL-33, et de deux interleukines anti-inflammatoires l’IL-19 et l’IL-22. L’IL-33 est significativement plus élevée dans le sérum des patientes endométriosiques en particulier en cas d’endométriose profonde. Nous avons également mis en évidence l’existence d’une corrélation significative avec le nombre et la sévérité des lésions profondes. En opposition, les interleukines anti-inflammatoires IL-19 et IL-22 sont significativement diminuées dans le sérum des patientes endométriosiques. En conclusion, nous avons montré l’existence d’une perturbation des voies inflammatoires : la voie de la PTGS2 et de celle des sphingosines ainsi que le rôle pro-inflammatoire du LCGHR. Nous avons également mis en évidence le déséquilibre de la balance des cytokines systémiques inflammatoires et anti-inflammatoires dans l’endométriose. Ainsi, ces médiateurs de l’inflammation pourraient être considérés comme de potentiels marqueurs évolutifs de l’endométriose. Leur utilisation pourrait permettre d’effectuer un diagnostic plus précoce, et d’envisager de nouvelles thérapeutiques ciblées. / Pas de résumé en anglais

Il est maintenant reconnu qu'un excès ou un manque de tissu adipeux peut avoir un impact négatif sur la reproduction porcine. Ainsi, une faible adiposité résulte en une augmentation du temps requis pour le premier oestrus, une diminution des tailles de portées et une augmentation de l'intervalle sevrage-oestrus. Les producteurs de porcs étant payés selon le rendement en maigre des carcasses de porcs envoyés aux abattoirs, la sélection génétique des dernières années a surtout été orientée vers la production de porcs de plus en plus maigres. Cependant, cette réduction du tissu adipeux a, du même coup, entraîné de nombreux problèmes de reproduction et un taux de réforme des truies de plus en plus élevé. Nous savons aujourd'hui que les cellules adipeuses sont le siège d'une activité métabolique intense et qu'elles sont capables de sécréter une multitude de facteurs vers la circulation sanguine. Parmi ces facteurs, nous retrouvons diverses adipokines telles la leptine et l'adiponectine, lesquelles auraient des effets bénéfiques sur les organes reproducteurs. L'adiponectine est l'adipokine la plus abondamment sécrétée par le tissu adipeux et la présence de ses récepteurs, AdipoR1 et AdipoR2, au niveau des ovaires et de l'utérus de la truie suggère un rôle pour l'adiponectine sur diverses fonctions reproductrices. Dans cette étude, nous avons voulu déterminer l'effet de l'adiponectine recombinante sur l'utérus de la truie en utilisant un modèle in vitro de culture de cellules endométriales primaires. Dans un deuxième temps, nous avons étudié la modulation de l'expression de cette adipokine et de ses récepteurs pendant le cycle oestral et au début de la gestation. Utilisant la méthode de PCR en temps réel, nous avons tout d'abord confirmé la présence des récepteurs AdipoRl, AdipoR2 et cadhérine 13 dans l'endomètre de la truie et constaté que l'expression de ces gènes est modulée pendant le cycle oestral, étant à son maximum au milieu de la phase lutéale. Nous avons aussi observé une modulation de l'expression de l'adiponectine dans le tissu adipeux sous-cutané, avec un transcrit plus abondant chez les truies hypo-prolifiques (? 10 porcelets par portée) et les truies cycliques, comparativement aux truies hyper-prolifiques (? 15 porcelets par portée) et gestantes (jour 15 de la gestation), respectivement. Dans l'endomètre, le récepteur AdipoR2 est plus fortement exprimé chez la truie gestante que chez la cyclique, alors qu'il est plus élevé chez les truies hypo-prolifiques que chez les hyper-prolifiques. Chez l'embryon de 15 jours, le profil inverse est observé, avec une quantité plus élevée de transcrits observée pour les récepteurs AdipoRl et AdipoR2 chez les embryons issus des truies hyper-prolifiques. Bien que l'expression de la cadhérine 13 soit modulée pendant le cycle oestral, la gestation (cyclique vs gestante) et la prolificité (hyper- vs hypo-prolifique) ne présentent aucun effet significatif sur son expression. Finalement, l'utilisation de culture de cellules stromales endométriales primaires traitées à l'adiponectine recombinante a révélé une augmentation de l'expression en ARN messager des gènes de la prostaglandine synthétase 2 (PTGS2) et du facteur de croissance endothéliale vasculaire (VEGF), deux gènes ayant un rôle clé en début de gestation pour la survie embryonnaire. De plus, cette modulation de l'expression génique serait médiée par l'activation des voies de signalisation de la MAPK-ERK1/2 et de la kinase activée par l'AMP (AMPK). Collectivement, ces résultats suggèrent une implication directe de l'adiponectine sur les cellules endométriales porcines et dans les processus de reproduction chez la truie, autant pendant le cycle oestral qu'en début de gestation. De plus, nos résultats identifient l'adiponectine comme un régulateur potentiel des adaptations métaboliques se produisant en début de gestation.

This thesis aims to investigate fluoxetine, a widely prescribed SSRI antidepressant, for its role in the pathogenesis of NAFLD and uncover novel mechanisms by which it may contribute to drug-induced steatosis. We demonstrated that increased hepatic lipid accumulation was mediated, in part, via elevated serotonin production. The inhibition of hepatic serotonin synthesis prevented lipid accumulation in fluoxetine-treated hepatocytes demonstrating a causal role for serotonin in fluoxetine-induced hepatic steatosis. Interestingly, in several studies, serotonin signaling has been shown to impact prostaglandin biosynthesis. As prostaglandins have been implicated in the development of NAFLD, and fluoxetine has previously been shown to alter the production of prostaglandins I assessed the role of prostaglandins in fluoxetine-induced hepatic lipid accumulation. Fluoxetine treatment increased mRNA expression of prostaglandin biosynthetic enzymes, increased production of prostaglandin 15-deoxy-Δ12,14PGJ2 (PPARG agonist), and elevated PPARG targets involved in fatty acid uptake. Fluoxetine-induced lipid accumulation, 15-deoxy-Δ12,14PGJ2 production, and the expression of PPARG lipogenic genes were attenuated with a PTGS1 specific inhibitor. Taken together these findings suggested that fluoxetine-induced lipid accumulation was mediated via PTGS1 and its downstream product 15-deoxy-Δ12,14PGJ2. Given that Pparg was elevated following fluoxetine treatment, and PPARG regulates microRNA involved in hepatic lipid accumulation, my final project focused on PPARG’s role in altered miRNA expression. Indeed, fluoxetine treatment increased the miRNA expression of miR-122, an effect that was attenuated when fluoxetine treatment was combined with the PPARG antagonist GW9662, suggesting a fluoxetine-PPARG-miR122 axis contributing to hepatic steatosis. While these studies have only been performed in vitro, an understanding of the molecular changes associated with SSRI treatment may lead to the development of strategies to prevent the increased risk of adverse metabolic outcomes associated with the use of SSRI antidepressants. / Dissertation / Doctor of Philosophy (Medical Science) / In adults, major depressive disorder (depression) is one of the most common psychiatric illnesses. Recent data suggests that there are more than 4.1 million Canadians who currently suffer from depression. Depression is commonly treated using selective serotonin reuptake inhibitor (SSRI) antidepressants. While these antidepressants do help manage depressive symptoms, they can also cause unwanted side effects including a build-up of fat in the liver, leading to fatty liver disease. The goal of my research is to understand the link between SSRI use and the development of fatty liver disease. This thesis investigates the effects of fluoxetine (Prozac®), a commonly used SSRI antidepressant, on molecular pathways that can lead to the development of fatty liver disease. An understanding of the molecular changes with SSRI treatment may lead to the development of strategies to prevent the harmful effects of SSRI antidepressants on the liver.