L'hypothalamus joue un rôle crucial dans le contrôle de l'homéostasie énergétique. Chez l'adulte, cette zone est plastique afin de s'adapter rapidement aux pressions environnementales. Ces remodelages hypothalamiques sont perturbés lors de pathologies métaboliques comme l'obésité. Nous nous sommes demandé si un régime gras provoquant des pathologies de surcharges à long terme, provoquait des modifications rapides du réseau hypothalamique chez l'individu adulte. Pour répondre à cette question, nous avons mis en place un modèle de souris présentant une réponse homéostatique rapide à un régime gras, et nous avons évalué deux types de plasticités hypothalamiques: la plasticité synaptique et la neurogenèse. Nos résultats montrent une stimulation des neurones anorexigènes dès les 3 premiers jours sous régime. Ce phénomène implique la polysialisation de la protéine d'adhésion NCAM. Nous avons également démontré que le remaniement de ces connexions synaptiques s'accompagne d'une augmentation de la prolifération cellulaire. Le blocage de cette prolifération avec l'anti-mitotique araC empêche la réponse homéostatique et accélère de manière drastique l'apparition de l'obésité. Ceci suggère que les nouvelles cellules produites sont essentielles pour le maintien de l'équilibre énergétique. Ces nouvelles cellules se différencient majoritairement en neurones quelque soit le régime, mais le régime gras va diriger la maturation des nouveaux neurones vers un phénotype anorexigène. Nos expériences montrent que suite à un déséquilibre énergétique, l'hypothalamus subit une succession de modifications plastiques conduisant à un rapide rétablissement de l'homéostasie énergétique

L’hypothalamus joue un rôle crucial dans le contrôle de l’homéostasie énergétique. Chez l’adulte, cette zone est plastique afin de s’adapter rapidement aux pressions environnementales. Ces remodelages hypothalamiques sont perturbés lors de pathologies métaboliques comme l’obésité. Nous nous sommes demandé si un régime gras provoquant des pathologies de surcharges à long terme, provoquait des modifications rapides du réseau hypothalamique chez l’individu adulte. Pour répondre à cette question, nous avons mis en place un modèle de souris présentant une réponse homéostatique rapide à un régime gras, et nous avons évalué deux types de plasticités hypothalamiques: la plasticité synaptique et la neurogenèse. Nos résultats montrent une stimulation des neurones anorexigènes dès les 3 premiers jours sous régime. Ce phénomène implique la polysialisation de la protéine d’adhésion NCAM. Nous avons également démontré que le remaniement de ces connexions synaptiques s’accompagne d’une augmentation de la prolifération cellulaire. Le blocage de cette prolifération avec l’anti-mitotique araC empêche la réponse homéostatique et accélère de manière drastique l’apparition de l’obésité. Ceci suggère que les nouvelles cellules produites sont essentielles pour le maintien de l’équilibre énergétique. Ces nouvelles cellules se différencient majoritairement en neurones quelque soit le régime, mais le régime gras va diriger la maturation des nouveaux neurones vers un phénotype anorexigène. Nos expériences montrent que suite à un déséquilibre énergétique, l’hypothalamus subit une succession de modifications plastiques conduisant à un rapide rétablissement de l’homéostasie énergétique / The hypothalamus plays a crucial role in the control of energy balance. In adult brain, this area remain plastic and the cellular network can be rapidly modified under environmental pressures. Studies show than hypothalamic remodeling are disturbed when metabolic diseases such as obesity or type II diabetes are declared. In this study we hypothesized that a high fat diet (HFD) inducing obesity could rapidly causes cell modifications in the adult hypothalamus network. To answer this question, we have established a one week HFD mouse model, and evaluated to type of hypothalamic plasticity which are synaptic plasticity and neurogenesis. Our results show that HFD leads to an increase of the excitatory pre-synaptic tonus on the POMC neurons. This phenomenon implies polysialisation of the adhesion protein NCAM. We also demonstated than this rapid rewiring is reinforced by the increase of cell renewal, and more specifically by an increase of cell proliferation. Blockade of proliferation with the anti-mitotic araC prevent food intake regulation observed in control mice and accelerate the onset of obesity. These results suggest that neoformed cells are crucial for the maintenance of energy balance. In fact, new cells mainly differenciate into neurons, and the proportion of new POMC neurones of the arcuate nucleus (ARC) is twice the one of mice under standard diet (STD). HFD directs maturation of new neurons toward anorexigenic phenotype. Our experiments demonstrate than the hypothalamus rapidly remodels after an energy imbalance, and establish a succession of changes leading to a rapid restablishment of energy homeostasis

Ce travail de thèse s’est attaché à comprendre le lien étroit entre les dérégulations métaboliques et les dérégulations du système immunitaire, dans le cadre du modèle de diabète auto-immun de la souris NOD. Nous avons constaté que les bezafibrates protègent les souris NOD du diabète. Nous avons mis en évidence que ceci était lié à une diminution de l’infiltration des ilots beta du pancréas par les lymphocytes et cellules présentatrice d’antigen (CPA). La diminution d’IL-6 dans le sérum des souris traitées suggère une diminution générale de l’inflammation. Aussi, nous avons évalué l’implication du traitement en dehors du système immunitaire, en l’occurrence sur le stress cellulaire et la survie des cellules beta des ilots de Langherans, en utilisant une méthode de streptozotocine à faible dose, et nous avons observé une protection des souris traitées par les bezafibrates. Dans une deuxième partie de l’étude, nous avons observé qu’il existait au niveau du système immunitaire inné une surexpression des Toll-like récepteurs (TLR) 1, 2 et 6 dans les souris NOD comparées aux souris contrôles C57BL/6, ceci au niveau transcriptionnel ainsi qu’au niveau traductionnel. Nous avons ensuite démontré que cette surexpression avait une légitimité fonctionnelle. En effet, les CPA sécrètent plus d’Interleukine 6 (IL-6), et les cellules B, plus d’Immunoglobuline M (IgM). Nous avons poursuivi notre étude en modulant le contenu sérique en lipides dans nos souris NOD, en utilisant un régime gras pour augmenter la lipidémie et des bezafibrates hypolipidémiantes. Nous n’avons pas observé de modulation majeure de l’expression de TLR2 et TLR6, mais il est à noter que les CPA issues des souris soumises au régime gras sont plus susceptible à la réponse au ligand synthétique FSL-1 de TLR 2/6, qui sécrètent alors plus d’IL-6 que les NOD contrôles ou traitées aux bezafibrates. Nous avons pu ainsi souligner l’importance des liens entre le métabolisme et le système immunitaire, dans l’apparition de la maladie auto-immune que constitue le diabète de type 1. / In this thesis we sought to understand the link between metabolic deregulation and immune deregulation in the context of the NOD mouse autoimmune model. We observed that bezafibrates protect NOD mice from type 1 diabetes (T1D). We showed that pancreas beta islet infiltration by lymphocytes and APCs was diminished. IL-6 decrease in bezafibrate treated mice serum suggested a general dampening down of inflammation. Besides we evaluated the effect of bezafibrate out of the immune system by using a low-dose streptozotocin method and we observed that bezafibrate mice treated were protected. In a second part of this study we observed an overexpression of Toll-like receptors (TLR) 1, 2, 6 in NOD mice compared to C57BL/6 controls. This was noticeable at the transcription and translation level. We showed that this overexpression had a functional role. Indeed APCs from NODs secreted more IL-6, and B cells secreted more IgM when stimulated with corresponding ligands. We then modified the lipid content of NOD mice by using bezafibrates to decrease lipidemia, and a high fat diet (HFD) to increase lipidemia. No modulation of TLR2 and TLR6 expression was observed. However, APCs from HFD mice were more susceptible to TLR2/6 ligand FSL-1 stimulation by secreting more IL-6 than control or bezafibrate treated NODs. We here highlight the important links existing between metabolism immunity in the autoimmune T1D onset