La programmation des maladies non transmissibles est désormais un paradigme établi. Les événements indésirables encourus au cours de la vie foetale peuvent affecter le développement du foetus et sa santé future. Ce risque de pathologies à l'âge adulte est majoré lorsqu'il est associé à un environnement défavorable. Plusieurs arguments scientifiques viennent étayer le rôle des contaminants alimentaires dans les processus de la programmation développementale. Parmi ces contaminants, aucune mention n'est faite aux produits de la glycation issus des traitements thermiques des aliments et dont l'implication dans les désordres métaboliques et rénaux et dans le vieillissement est largement connue. Afin de vérifier leur implication dans la programmation du stress oxydant et de l'inflammation, nous avons administré à des porcs RCIU deux formules laitières. Une formule fortement chauffée à 120°C pendant 10 minutes (HHF) et une formule faiblement chauffée à 37°C pendant 5 minutes (LHF).Nous avons montré que la consommation de la formule HHF induit: 1) l'augmentation de la CML libre dans le sang des porcelets nourris avec ce régime ; 2) la présence d'un marquage de la CML dans les noyaux des cellules épithéliales rénales. Cette présence a également été observée dans les reins des animaux nourris avec le régime LHF mais pas chez les porcs allaités ; 3) une activation du récepteur soluble RAGE et l'augmentation de l'expression de gènes du système rénine-angiotensine, de l'inflammation, de l'apoptose ainsi que de l'oxydation des protéines dans le rein et dans le foie ; 4) des modifications importantes dans l'expression et le niveau d'activité de certaines enzymes antioxydantes dans le foie et le rein. Ces effets à long terme de la consommation postnatale de la formule HHF témoignent incontestablement d'un phénomène de programmation du système oxydant et de l'inflammation. Au niveau du colon, la formule HHF a contribué à l'augmentation transitoire des Bifidobactéries et des bactéries lactiques et à l'activation d'enzymes antioxydantes, démontrant le rôle joué par le microbiote intestinal dans la défense contre la présence des AGEs alimentaires pro-oxydants. Des études impliquant le MG dans les processus de programmation foetale ont été initiées sur le modèle rongeur. Elles montrent que le MG module la sécrétion d'insuline pancréatique de la descendance à l'âge adulte. Au regard de ces résultats, ce travail apporte des preuves nouvelles sur l'implication des AGEs alimentaires dans les processus de programmation développementale et souligne l'importance du contrôle de la présence de ces composés dans l'alimentation de la mère et de l'enfant / Programming of non-communicable diseases is now a well-established paradigm. Adverse events occurring during fetal life can affect fetal development and future health. This risk of disease in adulthood is increased in unfavorable environments. Several scientific studies support the role of dietary contaminants in developmental programming. Among these contaminants, no mention is made of glycation end products generated by heat treatment, which are largely implicated in metabolic disorders, kidney disorders and aging. In order to test their possible involvement in the programming of oxidative stress and inflammation, we administered two dairy formulas to IUGR pigs. First, a formula heated at 120 °C for 10 minutes (High Heated Formula: HHF), followed by a formula heated at 37 °C for 5 minutes (Low Heated Formula: LHF). We showed that the consumption of HHF formula did the following: 1) induced an increase in the level of free CML in the blood of IUGR animals during artificial suckling. 2) Resulted in the labelling of CML in the nuclei of renal epithelial cells. This labelling has also been detected in kidneys of animals fed with the LHF formula, but not in the kidneys of natural suckling piglets. 3) Activation of the soluble RAGE receptor, an increase in gene expression of the renin-angiotensin system, and an increase in inflammation, apoptosis and protein oxidation in the kidney and liver. 4) Significant changes in the expression and activity levels of certain antioxidant enzymes in the liver and kidney. These long-term effects of postnatal consumption of HHF formula undoubtedly demonstrate a programming phenomenon of oxidative stress and inflammation. In the colon, the HHF formula contributed to the transient increase in Bifidobacteria and Lactobacilli, and the activation of antioxidant enzymes, demonstrating the role of the gut microbiota in the defense against the presence of dietary pro-oxidant AGEs. Studies involving the ethyglyoxal the fetal programming process were initiated in the rodent model. They show that the MG modulates the secretion of pancreatic insulin by progeny during adulthood. In view of these results, this work provides new evidence for the involvement of dietary AGEs in the developmental programming process, and underlines the importance of controlling the presence of these compounds in the diet of both the mother and child

Le diabète de type 2, l’hypertension artérielle ou encore l’obésité sont des termes devenus d’actualité, lesquels, regroupés sous le terme de syndrome métabolique, font l’objet d’une recrudescence sans précédent à travers le globe. Face à cette hausse volontiers qualifiée d’épidémie, de nombreuses études tant expérimentales que cliniques, ont mis en évidence la corrélation entre un retard de croissance intra-utérin (RCIU) et la survenue du syndrome métabolique. Ces observations ont donné naissance au concept de « programmation fœtale » couramment utilisé sous l’acronyme DOHaD (Developmental Origins of Health and Disease). Afin de rétablir une croissance staturo-pondérale idéale, le néonatologiste a couramment recours à des laits enrichis pour les nouveau-nés RCIU. A l’aide d’un modèle animal de dénutrition maternelle périnatale, le modèle Food-Restricted 50% (FR50), nous avons tenté de mettre en évidence l’impact de la nutrition maternelle sur la lactation ainsi que sur les programmations métaboliques de la descendance mâle à l’âge adulte. Ce modèle est connu pour induire un RCIU chez la descendance dénutrie grâce à une restriction calorique de 50% pendant la dernière semaine de gestation jusqu’au sevrage de la portée. Nous avons émis l’hypothèse dans un premier temps qu’une modification de la trajectoire de croissance postnatale pourrait être délétère à long terme et sensibiliser la descendance RCIU au développement d’un syndrome métabolique à l’âge adulte ; et dans un second temps que la dénutrition maternelle modifie la composition du lait en termes de qualité et/ou de quantité. Ainsi, par la combinaison d’approches pluridisciplinaires, nous avons montré que le rattrapage de croissance des ratons RCIU allaités par une ratte contrôle semble être bénéfique à long terme sur la tension artérielle, l’activité locomotrice, l’intolérance au glucose, l’hyperleptinémie et d’autres paramètres morphométriques et métaboliques. A l’inverse, les ratons normotrophes allaités par une mère dénutrie présentent pour la plupart des paramètres étudiés, un phénotype similaire à celui des FR50. En regard de la composition du lait, nous avons mis en évidence une réduction des concentrations de leptine et de sérotransférrine dans le lait FR50, ainsi qu’une altération des profils glucidiques et lipidiques. L’ensemble de ces données suggèrent que la dénutrition maternelle impacte fortement le capital santé de sa descendance mais qu’une alimentation saine pendant la lactation, via la restauration d’une cinétique de croissance optimale, semble nettement atténuer la sensibilité qu’ont les nouveau-nés RCIU à développer un syndrome métabolique. / Type 2 diabetes, hypertension or obesity are terms become relevant, which are grouped under the term metabolic syndrome, are subject to an unprecedented upsurge across the globe. Faced with this increase readily called an epidemic, many experimental and clinical studies have shown a correlation between intrauterine growth restriction (IUGR) and the occurrence of metabolic syndrome. These observations have led to the concept of \\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\"fetal programming\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\" commonly named by the acronym DOHaD (Developmental Origins of Health and Disease). To restore an ideal height and weight growth, the neonatologist commonly used in enriched milk for newborns IUGR. Using an animal model of maternal perinatal undernutrition, the Food- Restricted 50 % (FR50) model, we have tried to highlight the impact of maternal nutrition on lactation and on metabolic programming of adult male offspring. This model is known to induce IUGR in undernourished offspring through caloric restriction of 50% during the last week of gestation until weaning of the litter. We hypothesized initially that a change in the trajectory of postnatal growth could be detrimental in the long term and raise the IUGR offspring development of metabolic syndrome in adulthood, and in a second time maternal undernutrition alters milk composition in terms of quality and / or quantity. Thus, by combining multidisciplinary approaches, we have shown that catch-up growth of IUGR rat pups nursed by a control rat appears to be beneficial in the long -term for blood pressure, locomotor activity, glucose intolerance, hyperleptinemia and other morphometric and metabolic parameters. In contrast, normotrophes pups nursed by a malnourished mother present for most of the parameters studied, a similar phenotype to which of FR50. In view of the composition of milk, we have demonstrated a reduction in leptin concentrations and serotransferrin in FR50 milk, and altered carbohydrate and lipid profiles. Taken together, these data suggest that maternal undernutrition strongly impacts the health capital of his descendants, but a healthy diet during lactation, via the restoration of optimal growth kinetics , seems much less sensitivity IUGR infants to develop metabolic syndrome.

De nombreuses données indiquent qu’un petit poids à la naissance, résultant en partie d’une sous-nutrition materno-fœtale, est associé à une augmentation de la morbidité et de la mortalité durant la période néonatale, et conduit également à un risque accru de développer à l'âge adulte un syndrome métabolique (diabète de type 2, obésité, hypertension artérielle et dyslipidémie). Les mécanismes de cette programmation prénatale sont encore mal connus et impliqueraient plusieurs molécules et systèmes physiologiques distincts. De nombreuses études suggèrent que le placenta serait impliqué dans la programmations de ces pathologies métaboliques. En effet, celui-ci constitue un organe de communication entre la mère et son fœtus et participe à la régulation de l'homéostasie fœtale. En raison de la proportion croissante de femmes présentant des troubles de la nutrition durant la grossesse et en lien avec leurs répercussions potentielles chez la descendance, il est nécessaire de mieux comprendre les interactions entre l’alimentation maternelle et l’unité fœto-placentaire et d’identifier les mécanismes impliqués dans les altérations de la croissance fœtale. En conséquent, le placenta constitue un organe de choix pour étudier les interactions entre l’alimentation maternelle et le fœtus au cours de la grossesse. Durant cette thèse, nous avons tenté d’identifier de nouvelles voies moléculaires placentaires impliquées dans le contrôle de la croissance fœtale chez le rat, puis d'étudié l'expression de ces facteurs dans des placentas humains provenant de grossesses impliquant des anomalies de la croissance fœtale. Comme la malnutrition maternelle constitue une part importante dans l'étiologie de la restriction de croissance intra-utérine (RCIU), nous avons utilisé un modèle expérimental effectué chez le rat, qui consiste en une réduction (de 50% à 70%) de la ration alimentaire quotidienne maternelle durant la gestation. Ces régimes conduisent à des troubles de la croissance de l'unité fœto-placentaire révélés par des réductions drastiques du poids du placenta et des poids de naissance à terme. Afin d'identifier de nouvelles voies placentaires impliquées dans RCIU, nous avons utilisé deux méthodologies différentes: une approche protéomique et une évaluation de deux protéines récemment caractérisées.Premièrement, nous avons étudié le protéome placentaire chez le rat RCIU provenant de mères dénutris par une analyse protéomique (2D-PAGE et spectrométrie de masse). Cette stratégie nous a permis de découvrir de nouvelles voies modulées par le RCIU et, étonnamment, des modulations importantes ont été observées pour plusieurs protéines mitochondriales, suggérant un effet ciblé de la dénutrition sur ces organites. Par la suite, en utilisant diverses techniques d'analyses moléculaires, protéomiques et fonctionnelles, nous avons montré que ces organites élaborent une réponse adaptative à la restriction alimentaire maternelle qui pourrait avoir des conséquences sur la régulation de la croissance fœtale. Deuxièmement, nous avons étudié deux autres protéines atypiques: le brain-derived neurotrophic factor et l'hormone apéline. Nos résultats suggèrent que ces deux facteurs pourraient être impliqués, au niveau placentaire, dans le contrôle de la croissance fœtale à la fois chez le rat et chez l'homme. En conclusion, comme les techniques cliniques actuelles ne permettent pas de diagnostiquer avec précision un RCIU, nos résultats pourraient permettre une meilleure compréhension de la physiopathologie placentaire et permettre de développer de nouveaux marqueurs de diagnostique et/ou de traitement dans le but d'améliorer la croissance placentaire et fœtale en conditions pathologiques. / Growing evidences indicate that a small birthweight, resulting from maternal malnutrition or others prenatal alterations, is associated with an increased neonatal morbidity and mortality and may lead to higher propensity to develop a metabolic syndrome (including type 2 diabetes, obesity, hypertension and dyslipidemia) in adulthood. However, the physiopathological mechanisms acting in utero on the programming of the offspring's metabolic profile remain confused and may implicate numerous molecules and physiological systems. Several data suggest that the placental alterations may have long-lasting consequences and could thus contribute to the programming of adult metabolic diseases. The placenta is the primary means of communication and nutrient delivery to the fetus and is also involved in fetal homeostasis. Thus, the placenta may constitute an appropriate organ for investigating how differences in maternal food consumption are sensed by the fetus along the pregnancy. Because of the increasing proportion of women eating inadequately during pregnancy and because such nutritional disturbances may have huge repercussions on adult health of the offspring, we urgently have to better understand how the placenta elaborates adaptive responses to maternal food intake modulations. My PhD aimed at identifying new placental pathways implicated in fetal growth restriction in rat, and investigated in human placental samples, the expression of these factors in pregnancies with fetal growth disturbances.As maternal malnutrition constitutes an important part in the etiology of intrauterine growth restriction (IUGR), we used an experimental model performed in rats which consists of a reduction (from 50% to 70%) of the daily maternal food intake during the gestation. These regimens lead to profound growth disturbances of the feto-placental unit revealed by drastic reductions of both placental and birth weights at term. To identify new placental pathways implicated in IUGR, we have used two different strategies: a proteomic approach and the evaluation of two proteins recently characterized in the placenta.First, we investigated the placental proteome in IUGR rats from undernourished mothers using 2D-PAGE electrophoresis and mass spectrometry identification. This strategy allowed the discovery of new pathways modulated by IUGR. Surprisingly, major modulations were observed for several proteins localized in mitochondria, suggesting specific effects of maternal undernutrition on these organelles. Thereafter, using multiple molecular, proteomic and functional analyses, we have shown that these organelles develop adaptive responses to maternal nutrient restriction that may have functional consequences on the regulation of the fetal growth. Secondly, we studied two others atypical proteins: the brain-derived neurotrophic factor and the hormone apelin. Our findings suggest that both of these factors may be implicated in the control of fetal growth at the placental level in rat and putatively in human. As actual clinical methods do not permit to diagnose precisely fetal growth disturbances, our results may permit to better understand the placental physiological pathways implicated during these pathologies and could lead to the development of markers and/or treatments in order to improve both placental functions and fetal growth.

De nombreuses données indiquent qu'un petit poids à la naissance, résultant en partie d'une sous-nutrition materno-fœtale, est associé à une augmentation de la morbidité et de la mortalité durant la période néonatale, et conduit également à un risque accru de développer à l'âge adulte un syndrome métabolique (diabète de type 2, obésité, hypertension artérielle et dyslipidémie). Les mécanismes de cette programmation prénatale sont encore mal connus et impliqueraient plusieurs molécules et systèmes physiologiques distincts. De nombreuses études suggèrent que le placenta serait impliqué dans la programmations de ces pathologies métaboliques. En effet, celui-ci constitue un organe de communication entre la mère et son fœtus et participe à la régulation de l'homéostasie fœtale. En raison de la proportion croissante de femmes présentant des troubles de la nutrition durant la grossesse et en lien avec leurs répercussions potentielles chez la descendance, il est nécessaire de mieux comprendre les interactions entre l'alimentation maternelle et l'unité fœto-placentaire et d'identifier les mécanismes impliqués dans les altérations de la croissance fœtale. En conséquent, le placenta constitue un organe de choix pour étudier les interactions entre l'alimentation maternelle et le fœtus au cours de la grossesse. Durant cette thèse, nous avons tenté d'identifier de nouvelles voies moléculaires placentaires impliquées dans le contrôle de la croissance fœtale chez le rat, puis d'étudié l'expression de ces facteurs dans des placentas humains provenant de grossesses impliquant des anomalies de la croissance fœtale. Comme la malnutrition maternelle constitue une part importante dans l'étiologie de la restriction de croissance intra-utérine (RCIU), nous avons utilisé un modèle expérimental effectué chez le rat, qui consiste en une réduction (de 50% à 70%) de la ration alimentaire quotidienne maternelle durant la gestation. Ces régimes conduisent à des troubles de la croissance de l'unité fœto-placentaire révélés par des réductions drastiques du poids du placenta et des poids de naissance à terme. Afin d'identifier de nouvelles voies placentaires impliquées dans RCIU, nous avons utilisé deux méthodologies différentes: une approche protéomique et une évaluation de deux protéines récemment caractérisées.Premièrement, nous avons étudié le protéome placentaire chez le rat RCIU provenant de mères dénutris par une analyse protéomique (2D-PAGE et spectrométrie de masse). Cette stratégie nous a permis de découvrir de nouvelles voies modulées par le RCIU et, étonnamment, des modulations importantes ont été observées pour plusieurs protéines mitochondriales, suggérant un effet ciblé de la dénutrition sur ces organites. Par la suite, en utilisant diverses techniques d'analyses moléculaires, protéomiques et fonctionnelles, nous avons montré que ces organites élaborent une réponse adaptative à la restriction alimentaire maternelle qui pourrait avoir des conséquences sur la régulation de la croissance fœtale. Deuxièmement, nous avons étudié deux autres protéines atypiques: le brain-derived neurotrophic factor et l'hormone apéline. Nos résultats suggèrent que ces deux facteurs pourraient être impliqués, au niveau placentaire, dans le contrôle de la croissance fœtale à la fois chez le rat et chez l'homme. En conclusion, comme les techniques cliniques actuelles ne permettent pas de diagnostiquer avec précision un RCIU, nos résultats pourraient permettre une meilleure compréhension de la physiopathologie placentaire et permettre de développer de nouveaux marqueurs de diagnostique et/ou de traitement dans le but d'améliorer la croissance placentaire et fœtale en conditions pathologiques.

Le développement normal du placenta est la clé du succès de la grossesse. La croissance trophoblastique et vasculaire est une composante cruciale du développement placentaire. Un déficit dans ces processus conduit à des complications de la grossesse, telles que la Toxémie Gravidique (TG) ou le Retard de Croissance Intra-Utérin (RCIU). Récemment, un nouveau facteur angiogène spécifique des glandes endocrines vient d'être découvert : EG-VEGF pour « Endocrine Gland-derived Vascular Endothelial Growth Factor» ou PROK1 pour Prokineticin 1, facteur qui se lie à deux récepteurs couplés aux protéines G, PROKR1 et PROKR2. Dans des publications récentes du laboratoire, l'équipe a montré que I) EG-VEGF est fortement exprimé dans le placenta, II) son expression est majoritaire au 1er trimestre et III) les niveaux circulants d'EG-VEGF sont augmentés dans la TG, pathologie qui résulte de défauts vasculaires importants. L'ensemble de ces résultats convergeait vers un effet potentiel important d'EG-VEGF sur le placenta. Les objectifs de ma thèse ont été de caractériser (1) l'effet angiogène d'EG-VEGF sur les cellules endothéliales microvasculaires placentaires (HPEC), (2) d'étudier sa régulation par l'hCG (human Chorionic Gonadotropin), et (3) d'étudier son expression au 3ème trimestre dans les grossesses avec RCIU. J'ai montré que 1) EG-VEGF est un facteur angiogène important, et que ses effets angiogènes sont médiés par PROKR1, alors que c'est PROKR2 qui est impliqué dans ses effets sur la perméabilité, 2) l'hCG augmente la sécrétion d'EG-VEGF, ainsi que l'expression des PROKRs au 1er trimestre de la grossesse, et 3) EG-VEGF augmente la prolifération et la survie des trophoblastes, et est augmenté ainsi que ses récepteurs au 3ème trimestre dans les grossesses avec RCIU. L'ensemble de ces résultats montre qu'EG-VEGF est un nouveau facteur de croissance du placenta. Sa dérégulation dans la TG et le RCIU suggère qu'il pourrait servir de marqueur précoce prédictif pour ces pathologies et être utilisé comme cible thérapeutique potentielle dans l'avenir. / Growth of the placental villi is a key event in placental development during human pregnancy. Many growth factors have been shown to control this process; however their ubiquitous expression makes them less specific to this tissue. Recently, a new growth factor named EG-VEGF (Endocrine Gland-derived Vascular Endothelial Growth Factor), specific to endocrine glands including the placenta, has been identified. It mediates its biological activity via two G protein coupled receptors, Prokineticin Receptor 1 and 2 (PROKR1 and PROKR2). In recent work from our laboratory, we have shown that I) EG-VEGF is abundantly expressed in human placenta II) EG-VEGF levels are highest during the first trimester and III) EGVEGF circulating levels are increased in preeclampsia (PE). Altogether, our results suggested that EG-VEGF might be an important regulatory factor in the placenta. My aim was to investigate (1) EG-VEGF angiogenic effects on microvascular cells within the placenta (HPEC), (2) its hormonal regulation with hCG (human Chorionic Gonadotropin), and (3) its expression in IUGR (Intrauterine Growth Restriction) pregnancies in the third trimester. Our results show that 1) EG-VEGF increases angiogenic processes in HPEC cells via PROKR1, and also their permeability via PROKR2 2) hCG increases EG-VEGF secretion and PROKR expression in the first trimester placenta and 3) EG-VEGF increases both trophoblast proliferation and survival, and its expression is dysregulated in IUGR in the third trimester of pregnancy. Altogether, our results show that EG-VEGF is a new placental growth factor. Its dysregulation in PE and IUGR suggests that it can be considered as a potential diagnostic marker and a potential therapeutic target in future.

Des modèles de dysfonction érectile (DE) ont été développés et étudiés chez le rat. Cependant, peu de choses sont connues dans certains modèles présentant des facteurs de risque de la DE, en l’occurrence le rat soumis à une diète riche en glucose, le rat avec une restriction de croissance intra-utérine (RCIU) et le rat avec l’infusion continue de l’angiotensine (Ang) II en ce qui concerne l’évaluation de la fonction érectile in vivo. C’est ainsi que nous nous sommes proposés cette étude. La fonction érectile a été mesurée par la stimulation électrique du nerf caverneux à des cohortes de rats mâles Sprague-Dawley de différents âges comme suit: 1) des rats jeunes de 12 semaines d’âge, adultes reproducteurs à la retraite d’environ 30 semaines d’âge et des rats de 27 et 29 semaines soumis à une diète riche en glucose par l’eau de breuvage (10%) à court (1 semaine), moyen (6 semaines) et long (12 ou 13 semaines) termes; 2) des rats jeunes âgés de 12 semaines recevant une infusion soit de l’Ang II (200ng/kg/min) soit de la saline par mini-pompes osmotiques sous-cutanées pendant 1 et 2 semaines; et 3) des rats adultes âgés de 36 semaines avec une RCIU. La fonction érectile a été représentée par des courbes de variations de pression intracaverneuse (PIC) et d’aire sous la courbe (ASC) normalisées avec la pression artérielle moyenne (PAM) en réponse à la stimulation nerveuse à différents volts. À la fin des expériences, les animaux ont été sacrifiés, le sang recueilli pour le dosage de la glycémie et de l’insulinémie; le pénis, l’aorte thoracique et le cœur prélevés à des fins d’analyses protéique et histologique. La diète riche en glucose à court terme a eu un effet néfaste sur la fonction érectile chez le jeune rat mais bénéfique chez le rat adulte reproducteur; de même que pour les études à long terme, la diète riche en glucose a amélioré ou renversé la DE associée au vieillissement. Les rats avec RCIU ont exhibé une baisse très significative de la fonction érectile. Ces détériorations ou améliorations de la fonction érectile avec le glucose ou dans la RCIU ont été principalement associées à des modifications de l’expression de l’Akt, en plus d’une augmentation de l’insuline sérique dans les groupes avec le glucose. L’Ang II a entraîné une baisse de la fonction érectile, statistiquement très significative après 1 semaine et maintenue après 2 semaines de traitement, sans causer des changements morphologiques au cœur et à l’aorte thoracique. En conclusion : l’atteinte du système érectile se fait précocement dans les complications cardiovasculaires liées à l’activation du SRA, l’implication de l’Akt dans la modulation de la fonction érectile dépend de type de vieillissement et de la diète, le RCIU est un facteur de risque pour la DE. / Rat is a most rodent used for erectile function studies, and many erectile dysfunction (ED) rat models have been developed and studied. However, according to our knowledge, erectile function has never been studied in high-glucose fed rat model, intrauterine growth restriction rat model (IUGR) and continuous angiotensin (Ang) II infusion rat model. In this context, we set up this study. We mesured simultaneously mean arterial pression (MAP), intracavernosal pression (ICP), aire under the curve (AUC); and erectile function was obtained by variations of the ratio ICP/MAP and AUC/MAP in response to electrical stimulation of cavernosal nerve (0.89 – 6.50 Volts) in male Sprague-Dawley rats in different protocols as follow: 1) young (12 week old), procreator adult (~30 week old) and adult (27 and 29 week old) rats randomized and fed with high-glucose diet in water (10%) or simple water for a short (1 week), middle (6 weeks) and long (12 and 13 weeks) terms; 2) adult (36 week old) IUGR rats; 3) young (12 week old) rats randomized and received a chronic infusion of AngII (200 ng/kg/min) or saline by osmotic minipumps for 1 and 2 weeks. At the end of procedures, blood for measuring serum glucose and insulin in rats with chronic high-glucose diet was obtained, the heart was excised and left ventricle was weighed. Aorta and penis were excised, cleaned and a section of each was formalin fixed for histological studies and the rest snap frozen for protein studies. The short term high-glucose diet impacted negatively in young rats but positively in procreator adult rats; also, the erectile function was improved or reversed by chronic high-glucose diet in adult rats. We also observed a diminished erectile function in RCIU. The improvement or deterioration of erectile function was associated with changes in Akt expression, besides an increased insulin serum in rats with high-glucose diet. A diminished erectile function was observed after 1 week continuous Ang II infusion and was maintained after 2 week infusion without detectable structural changes on heart and aorta. In conclusion: this study suggests that erectile system is a precoce cible of cardiovascular complications of renin-angiotensin system. High-glucose diet deteriores erectile function but maskes the ageing induced-ED, RCIU is associated with ED in later life. Akt involvement in erectile function modulation depends on aging type and the diet.

Des modèles de dysfonction érectile (DE) ont été développés et étudiés chez le rat. Cependant, peu de choses sont connues dans certains modèles présentant des facteurs de risque de la DE, en l’occurrence le rat soumis à une diète riche en glucose, le rat avec une restriction de croissance intra-utérine (RCIU) et le rat avec l’infusion continue de l’angiotensine (Ang) II en ce qui concerne l’évaluation de la fonction érectile in vivo. C’est ainsi que nous nous sommes proposés cette étude. La fonction érectile a été mesurée par la stimulation électrique du nerf caverneux à des cohortes de rats mâles Sprague-Dawley de différents âges comme suit: 1) des rats jeunes de 12 semaines d’âge, adultes reproducteurs à la retraite d’environ 30 semaines d’âge et des rats de 27 et 29 semaines soumis à une diète riche en glucose par l’eau de breuvage (10%) à court (1 semaine), moyen (6 semaines) et long (12 ou 13 semaines) termes; 2) des rats jeunes âgés de 12 semaines recevant une infusion soit de l’Ang II (200ng/kg/min) soit de la saline par mini-pompes osmotiques sous-cutanées pendant 1 et 2 semaines; et 3) des rats adultes âgés de 36 semaines avec une RCIU. La fonction érectile a été représentée par des courbes de variations de pression intracaverneuse (PIC) et d’aire sous la courbe (ASC) normalisées avec la pression artérielle moyenne (PAM) en réponse à la stimulation nerveuse à différents volts. À la fin des expériences, les animaux ont été sacrifiés, le sang recueilli pour le dosage de la glycémie et de l’insulinémie; le pénis, l’aorte thoracique et le cœur prélevés à des fins d’analyses protéique et histologique. La diète riche en glucose à court terme a eu un effet néfaste sur la fonction érectile chez le jeune rat mais bénéfique chez le rat adulte reproducteur; de même que pour les études à long terme, la diète riche en glucose a amélioré ou renversé la DE associée au vieillissement. Les rats avec RCIU ont exhibé une baisse très significative de la fonction érectile. Ces détériorations ou améliorations de la fonction érectile avec le glucose ou dans la RCIU ont été principalement associées à des modifications de l’expression de l’Akt, en plus d’une augmentation de l’insuline sérique dans les groupes avec le glucose. L’Ang II a entraîné une baisse de la fonction érectile, statistiquement très significative après 1 semaine et maintenue après 2 semaines de traitement, sans causer des changements morphologiques au cœur et à l’aorte thoracique. En conclusion : l’atteinte du système érectile se fait précocement dans les complications cardiovasculaires liées à l’activation du SRA, l’implication de l’Akt dans la modulation de la fonction érectile dépend de type de vieillissement et de la diète, le RCIU est un facteur de risque pour la DE. / Rat is a most rodent used for erectile function studies, and many erectile dysfunction (ED) rat models have been developed and studied. However, according to our knowledge, erectile function has never been studied in high-glucose fed rat model, intrauterine growth restriction rat model (IUGR) and continuous angiotensin (Ang) II infusion rat model. In this context, we set up this study. We mesured simultaneously mean arterial pression (MAP), intracavernosal pression (ICP), aire under the curve (AUC); and erectile function was obtained by variations of the ratio ICP/MAP and AUC/MAP in response to electrical stimulation of cavernosal nerve (0.89 – 6.50 Volts) in male Sprague-Dawley rats in different protocols as follow: 1) young (12 week old), procreator adult (~30 week old) and adult (27 and 29 week old) rats randomized and fed with high-glucose diet in water (10%) or simple water for a short (1 week), middle (6 weeks) and long (12 and 13 weeks) terms; 2) adult (36 week old) IUGR rats; 3) young (12 week old) rats randomized and received a chronic infusion of AngII (200 ng/kg/min) or saline by osmotic minipumps for 1 and 2 weeks. At the end of procedures, blood for measuring serum glucose and insulin in rats with chronic high-glucose diet was obtained, the heart was excised and left ventricle was weighed. Aorta and penis were excised, cleaned and a section of each was formalin fixed for histological studies and the rest snap frozen for protein studies. The short term high-glucose diet impacted negatively in young rats but positively in procreator adult rats; also, the erectile function was improved or reversed by chronic high-glucose diet in adult rats. We also observed a diminished erectile function in RCIU. The improvement or deterioration of erectile function was associated with changes in Akt expression, besides an increased insulin serum in rats with high-glucose diet. A diminished erectile function was observed after 1 week continuous Ang II infusion and was maintained after 2 week infusion without detectable structural changes on heart and aorta. In conclusion: this study suggests that erectile system is a precoce cible of cardiovascular complications of renin-angiotensin system. High-glucose diet deteriores erectile function but maskes the ageing induced-ED, RCIU is associated with ED in later life. Akt involvement in erectile function modulation depends on aging type and the diet.

Objectifs : Comparer différentes méthodes échographiques de surveillance de croissance fœtale au troisième trimestre de la grossesse dans la prédiction des enfants nés petits pour l’âge gestationnel (PAG) et étudier l’impact du délai entre l’échographie et l’accouchement. Méthodes : Les données sont issues de l’étude multicentrique prospective réalisée au Québec IRNPQEO/3D. Différentes méthodes échographiques sont comparées : le périmètre abdominal à partir d’Hadlock (Hadlock PA), d’Intergrowth study 21st (Intergrowth PA) ou de Salomon (Salomon PA) ; l’estimation du poids fœtal à partir des courbes customisées de Gardosi (Gardosi EPF) et d’Hadlock (Hadlock EPF) ; et la vitesse de croissance (VCPA) entre les 2ème et 3ème trimestres à partir du PA. Les délais entre l’échographie et l’accouchement étudiés étaient : <4 semaines d’aménorrhée (SA), <6SA et <10SA. Résultats : Sur 1831 patientes, le délai échographie-accouchement a été <4 semaines pour 17%, <6 semaines pour 47,5% et <10 semaines pour 96%. L’aire sous les courbes ROC (AUC) pour la prédiction des PAG étaient 0.772, 0.768, 0.766, 0.765, 0.708 et 0.674 respectivement pour Salomon PA, Hadlock EPF, Hadlock PA, Intergrowth PA, Gardosi EPF et la VCPA. La meilleure AUC était 0.856 pour le Hadlock PA, 0.824 pour Hadlock PA et 0.784 pour Hadlock EPF, pour des délais respectivement <4, <6 et <10 semaines. Pour un taux de 10% de faux positifs, la meilleure sensibilité était de 60.0% pour Intergrowth PA, 44.3% pour Hadlock PA et 42.1% pour Salomon PA pour des délais respectivement <4, <6 et <10 semaines. Conclusion: La biométrie fœtale au troisième trimestre a une faible performance pour prédire les PAG. / Objectives: To compare third trimester ultrasound screening methods to predict small for gestational age (SGA), and to evaluate the impact of the ultrasounddelivery interval on screening performance Methods: Data were collected from IRNPQEO/3D study: a multicenter prospective singleton cohort study in Quebec hospitals. We compared SGA prediction by the following methods: Abdominal circumference Z-score based on Hadlock (Hadlock AC), Intergrowth 21st study (Intergrowth AC) or Salomon (Salomon AC); estimated fetal weight (EFW) Z-score from Hadlock (Hadlock EFW); EFW based on customized curves from Gardosi (Gardosi EFW) and fetal growth velocity (FGVAC) based on AC between the second and the third trimester. Ultrasound-delivery intervals studied were: <4 weeks, <6 weeks and <10 weeks. Results: 1805 patients had a third trimester ultrasound performed (median gestational age 32). Ultrasound-delivery interval was less than 4 weeks in 17% cases, less than 6 weeks in 47.5% and less than 10 weeks in 96% of cases. Areas under ROC curve (AUC) were 0.772, 0.768, 0.766, 0.765, 0.708 and 0.674 respectively for Salomon AC, Hadlock EFW, Hadlock AC, Intergrowth AC, Gardosi EFW and FGVAC. The best AUC were 0.856 for Hadlock AC, 0.824 for Hadlock AC and 0.784 for Hadlock EFW, for intervals <4, 6 and 10 weeks, respectively. At a fixed 10% false positive, best detection rates were 60.0% for Intergrowth AC, 44.3% for Hadlock AC and 42.1% for Salomon AC, for intervals <4, 6 and 10 weeks, respectively. Conclusion: Third trimester ultrasound measurements provide poor to moderate prediction for SGA. A shorter ultrasound-delivery interval provides a better prediction.

Les pathologies vasculaires placentaires (PVP), prééclampsie (PE) et retard de croissance intra-utérin (RCIU), sont une des causes majeures de morbidité et mortalité maternelles et périnatales dans les pays développés. Un défaut de vascularisation utéro-placentaire est présent dans ces deux pathologies. Le Doppler énergie 3D (3DPD) est un outil facile à utiliser en clinique, les indices quantitatifs calculés à partir de volume utéro-placentaire semblent prometteurs pour dépistage de la PE. Le but principal de cette thèse est d’évaluer cette technique sur le plan de sa valeur discriminative entre situation physiologique et pathologique, ainsi que sur le plan de ses limites techniques en clinique et sur modèles animaux. La performance des indices 3DPD au 1er trimestre pour dépister la PE et/ou RCIU a été étudiée dans une étude prospective multicentrique. Une évaluation de la corrélation entre les indices 3DPD et les indices morphométrique a été ensuite réalisée chez les femmes enceintes à la fin de grossesse. Une corrélation entre le phénotype des villosités placentaire et la qualité de la perfusion placentaire a été mise en évidence. À la fin, l’intérêt de la technique a été démontré dans un modèle de RCIU chez brebis gestante. / Placental vascular pathologies (PVP), preeclampsia (PE) and intra uterine growth restriction (IUGR), are a major cause of maternal and perinatal morbidity and mortality in developed countries. A default of utero-placental vascularization is present in these two pathologies. 3D Power Doppler (3DPD) is an easy tool to use in clinic, its quantitative indices calculated from obtained utero-placental volume seem promising for PE prediction. The major objective of this thesis was to evaluate the discriminative value of this technique between physiological and pathological situations, as well as its limitations in clinical and animal models. The screening performance of PE and/or IUGR by 3DPD indices in the first trimester was studied in a prospective multicenter study. An evaluation of the correlation between 3DPD indices and morphometric indices was then carried out among pregnant women at term. At the end, the interest of the technique was demonstrated in an ewe model of IUGR (treated with testosterone).

La restriction de croissance intra-utérine (RCIU) est une conséquence immédiate d’un environnement utérin défavorable qui prédispose les individus atteints à de plus grands risques de développer des maladies cardiométaboliques une fois adulte. L’environnement fœtal s’ajoute ainsi à l’hérédité, au sexe et au mode de vie comme facteur déterminant de la santé cardiométabolique. Afin de mieux comprendre les différents aspects de cette prédisposition, notre laboratoire a développé un modèle animal de RCIU asymétrique recréant une diminution de la perfusion placentaire. La caractérisation des animaux a mis en évidence des différences dans la physiologie cardiovasculaire des individus adultes avec des dissemblances selon le sexe, ainsi qu’une différence dans l’expression de plusieurs gènes impliqués dans le métabolisme lipidique chez le fœtus. A partir de ces données, nous émettons l’hypothèse que le cœur fœtal RCIU subit une reprogrammation métabolique, conséquence du stress causé par l’environnement fœtal défavorable. Nous nous attendons aussi à une régulation différente du métabolisme entre les mâles et les femelles. Pour répondre à cette hypothèse, nous avons tout d’abord déterminé la contribution du métabolisme lipidique dans les cœurs fœtaux RCIU ainsi que sa régulation. Ensuite, nous avons approfondi les conséquences d’un métabolisme lipidique élevé dans les cœurs fœtaux RCIU. Le sexe des animaux a été pris en compte dans nos travaux. L’ensemble de ces travaux démontrent une plus grande utilisation du métabolisme lipidique chez les fœtus RCIU, impliquant une activation du récepteur nucléaire PPARα et du coactivateur PGC1a par une abondance d’acides gras (AG) à longue chaîne dans les cœurs fœtaux RCIU. L’activation de PPARα entraine une augmentation de l’expression de nombreux gènes impliqués dans l’oxydation des AG et de la biogenèse mitochondriale. Les mitochondries des cœurs fœtaux RCIU femelles montrent de plus grandes capacités de production d’ATP, comparées aux femelles témoins, mais aucune différence n’a été montrée chez les mâles. Un tel dysmorphisme a également été observé dans l’augmentation des capacités d’oxydation des AG à très longues chaînes chez les femelles RCIU, mais pas chez les mâles. L’augmentation de l’expression de Pdk4 dans les cœurs fœtaux RCIU confirme le fort métabolisme lipidique et suggère une abondance d’acétyl-CoA, molécule intermédiaire à plusieurs voies métaboliques, dont la production de corps cétoniques. Nous avons montré une synthèse intracardiaque de corps cétoniques chez les fœtus RCIU, sans élévation de la cétolyse, causant une accumulation d’acétoacétate et de β-hydroxybutyrate (bHB). Enfin, l’exploration des rôles signalétiques du bHB nous a permis d’observer une régulation positive de ce corps cétonique sur le métabolisme lipidique, par une activation de PPARα. En conclusion, ce projet de thèse a contribué à mieux comprendre les mécanismes d’adaptation métabolique des cœurs fœtaux à une RCIU causée par une diminution de la perfusion placentaire en fonction du sexe. Notre travail ouvre également la voie à de nouvelles avenues de recherche sur le rôle signalétique des corps cétoniques et des AG à longue chaîne dans la programmation des maladies cardiométaboliques. / An unfavorable womb environment often leads to intrauterine growth restriction (IUGR), which is known to increase the likelihood of developing cardiometabolic diseases later in life. The fetal environment is thus added to other factors such as heredity, sex and lifestyle that have an impact on cardiometabolic health. To investigate IUGR predisposed condition, our laboratory has developed an animal model of asymmetric IUGR by decreasing placental perfusion. Our findings using this animal model have highlighted sex-dependent differences in the cardiovascular physiology of IUGR adults, and specific changes in the expression of key genes involved in lipid metabolism in IUGR fetuses. Therefore, we hypothesize that the IUGR fetal heart undergoes a metabolic remodeling in response to the stress caused by the unfavorable uterine environment. We also expect selective metabolic changes in males and females. To verify this hypothesis, we addressed the contribution and regulation of lipid metabolism in IUGR fetal hearts. We also thoroughly investigated the consequences of a high lipid metabolism in IUGR fetal hearts. Changes between males and females were also considered. This study shows an increased use of lipid metabolism in IUGR fetuses, which involves the transcriptional activation of the nuclear receptor PPARα and the coactivator PGC1 in response to accumulated levels of specific long-chain fatty acids (FA) in IUGR fetal hearts. Activation of PPARα lead to an increase in the expression of critical genes involved in the oxidation of FAs and mitochondrial biogenesis. Mitochondrial respiration analysis demonstrated a greater ATP production capability in female IUGR fetal hearts compared to control females, a finding not observed in males. The increased expression of Pdk4 in IUGR fetal hearts attests such a strong lipid metabolism and suggests an abundance of acetyl-CoA, an intermediate molecule to several metabolic pathways, including the production of ketone bodies. Indeed, our results indicate an increased intracardiac synthesis of ketone bodies in IUGR fetuses without inducing ketolytic genes, resulting in significant accumulation of acetoacetate and β-hydroxybutyrate (bHB). Moreover, we provide evidence of a signaling role of bHB with a positive regulation of lipid metabolism through the transcriptional activation of PPARα. In conclusion, this thesis contributes to a better understanding of the mechanisms involved in the metabolic adaptation of fetal hearts to IUGR and highlights selective changes according to sex. Our study also paves the way for new research avenues on the signaling role of ketone bodies and long-chain FAs on the programming of cardiometabolic diseases.