Les troubles alimentaires sont souvent déclenchés par le stress et sont plus fréquents chez les femmes que chez les hommes. Les premiers symptômes apparaissent au début de l'adolescence, mais le fondement biologique des différences selon le sexe est inconnu. Parmi les neuropeptides orexigènes étudiés jusqu'à présent, la relaxine-3 (RLN3) est le seul à être déclenché après un épisode de stress. La RLN3 a été découverte en 2001 et appartient à la superfamille de l'insuline. Il est produit dans le noyau incertus (NI) du cerveau et se lie avec une forte affinité à son récepteur spécifique, RXFP3. Des études pharmacologiques ont démontré que les injections exogènes de RLN3 dans le cerveau de rats augmentaient la prise alimentaire et affectaient l'activité des axes hypothalamohypophyso- surrénalien (HPA) et gonadique (HPG), ainsi que les niveaux du comportement anxieux. Ces effets étaient différents chez les femelles et chez les mâles. De plus, la déplétion des neurones RLN3 positifs dans le NI des rats mâles n'a pas affecté la prise alimentaire ou l'axe HPA, alors que les effets chez les femelles étaient encore inconnus et sont traités dans la présente étude par une déplétion induite par un miRNA. La présente étude a montré une diminution du poids corporel, un déséquilibre dans la prise alimentaire, ainsi que des changements dans les niveaux du comportement anxieux. De plus, la déplétion de la RLN3 dans le NI a perturbé la régulation de la corticostérone et augmenté les taux de c-fos d’ARNm d'ocytocine (OT) et de vasopressine arginine (AVP) dans les régions du cerveau impliquées dans la régulation du stress et de la prise alimentaire. De plus, des études in vitro ont révélé que la RLN3 se lie également à RXFP1, le récepteur spécifique de la relaxine, mais avec une affinité plus faible. La deuxième étude vise à identifier les effets de la liaison de RLN3 à RXFP3 et RXFP1. Des rats mâles ont reçu des injections intracérébroventriculaires de RLN3 et de l’agoniste sélectif de RXFP3, A2. Les résultats ont montré que la prise alimentaire était augmenté à la fois par RLN3 et RXFP3-A2, mais que les effets orexigènes de RXFP3-A2 étaient significativement plus forts que ceux de la RLN3. La prise d'eau et l'activité des axes HPA et HPG ont été significativement augmentées par RLN3, mais pas par RXFP3-A2. Inversement, seule l'activation du RXFP3-A2 a permis de réduire les concentrations plasmatiques d’OT. Sur la base de ces résultats, nous concluons que la RXFP1 stimulé par la RLN3 est impliqué dans la prise d'eau et dans l'activation des axes HPA et HPG. La réduction de la stimulation de la prise alimentaire par RLN3 par rapport à RXFP3-A2 peut être liée à l'activation des circuits orexigènes et anorexigènes par RLN3. Ces résultats sont cohérents avec le rôle putatif de la RLN3 dans l'ajustement fin des réponses au stress et la régulation de la prise alimentaire. / Eating disorders are frequently triggered by stress and are more prevalent in women than men. First symptoms appear during early adolescence, but the biological basis for sex-specific differences is unknown. Among the orexigenic neuropeptides studied thus far, relaxin-3 (RLN3) is the only one to be triggered after a stress episode. Relaxin-3 was discovered in 2001 and belongs to the insulin superfamily. It is produced in the nucleus incertus (NI) of the brain and binds with high affinity to its cognate receptor, relaxin-family peptide receptor 3 (RXFP3). Pharmacological studies showed that exogenous RLN3 injections into the brains of rats increased food intake and affected activity of the hypothalamic-pituitaryadrenal (HPA) and gonadal (HPG) axes, as well as levels of anxiety-like behavior. These effects were different in females and males. In addition, the depletion of the RLN3-positive neurons in the NI of male rats did not affect food intake or the HPA axis, while the effects in females were still unknown and are addressed in the present study using a miRNA-induced depletion. The present study found a resulting decrease in body weight, an imbalance in food intake, and changes in levels of anxiety-like behavior. Furthermore, the depletion of NI RLN3 disrupted corticosterone regulation and increased levels of c-fos, oxytocin (OT), and arginine vasopressin (AVP) mRNA in brain regions involved in stress and food intake regulation. In addition, in vitro studies revealed that RLN3 also binds to RXFP1, the cognate receptor for relaxin, with lower affinity. The second study aims to identify the effects of RLN3 binding to RXFP3 and RXFP1. Male rats received intracerebroventricular (icv) injections of RLN3 and a selective RXFP3 agonist, A2. Results showed that food intake was increased by both RLN3 and RXFP3-A2, but that the orexigenic effects of RXFP3-A2 were significantly stronger than those of RLN3. Water intake and activity of the HPA and HPG axes were significantly increased by RLN3, but not by RXFP3-A2. Conversely, only RXFP3-A2 activation decreased OT plasma levels. Based on this evidence, we conclude that RXFP1 is involved in the RLN3 stimulation of water intake and activation of the HPA and HPG axes. The reduced food intake stimulation by RLN3 compared to RXFP3-A2 may be related to activation of both orexigenic and anorexigenic circuits by RLN3. These results are consistent with the putative role of RLN3 in fine-tuning stress responses and food intake regulation.

Le cartilage articulaire est un tissu conjonctif spécialisé recouvrant les surfaces osseuses et assurant, avec d’autres tissus comme la membrane synoviale, le bon fonctionnement des articulations. Le cartilage est composé d'un type cellulaire, le chondrocyte, qui assure la synthèse et la dégradation d’une matrice extracellulaire essentielle à ses propriétés mécaniques. Les articulations, en conditions physiologique et pathologique, sont soumises à deux stress principaux agissant sur l’homéostasie du cartilage : le stress mécanique et le stress inflammatoire. Le premier objectif de ma thèse était d’étudier l’effet d’un stress mécanique de type étirement sur le profil d’expression des gènes dans des chondrocytes articulaires de lapin en culture primaire en utilisant une approche à grande échelle (micro‐arrays). Nous avons identifié 36 et 57 transcrits répertoriés dans le génome de lapin et dont les taux d’expression sont respectivement augmentés et diminués par un étirement équibiaxial cyclique (5%, 1Hz, 20h). Certains gènes sont connus pour leur implication dans l’inflammation, la mort cellulaire et la dégradation matricielle. Parmi eux, celui de la relaxine (RLN) était le gène le plus induit par l’étirement. La relaxine, hormone peptidique de la superfamille de l’insuline/relaxine, est connue pour son implication dans la reproduction et la grossesse. En revanche son rôle dans le cartilage articulaire restait à étudier. Le deuxième objectif de ma thèse était, par conséquent, de caractériser la fonction de la RLN dans le cartilage. Mes résultats de RT‐PCR quantitative montrent pour la première fois que la quantité des transcrits de la RLN est augmentée par le stress mécanique et le stress inflammatoire (traitement par l’interleukine‐1) dans des chondrocytes articulaires de lapin. De plus, la quantité des transcrits de la RLN est diminuée au cours de la dédifférenciation des chondrocytes. Dans un modèle de gonarthrose induite chez la souris par déstabilisation du ménisque médial, j’ai montré par immunofluorescence que la RLN est principalement présente au niveau des couches superficielles du cartilage de genou et que son expression diminue dans le cartilage arthrosique par rapport au cartilage normal. De plus, le traitement par de la RLN de chondrocytes de lapin augmente l’activité de la métalloprotéinase MMP‐9 impliquées dans la dégradation du cartilage. En conclusion, cette étude montre que la RLN est sensible aux stress mécanique et inflammatoire et la dédifférenciation des chondrocytes. Elle suggère que cette hormone pourrait moduler l’homéostasie du cartilage. La RLN est donc une cible potentielle d’intérêt dans les pathologies ostéoarticulaires. / The articular cartilage is a specialized conjunctive tissue covering bone surfaces. It ensures, together with other tissues like the synovial membrane, the right functioning of the articulations. The cartilage is formed of one cellular type, the chondrocyte, which is responsible for the synthesis and degradation of the extracellular matrix required for its mechanical properties. The joints, under physiological and pathological conditions, are subjected to two main types of stress that affect cartilage homeostasis: mechanical stress and inflammatory stress. The first objective of my PhD thesisis is to study the effect of stretching, one type of mechanical stress, on the gene expression profile in rabbit articular chondrocytes in culture using a large scale approach (micro‐arrays). 36 and 57 transcripts of the rabbit genome which are up‐regulated and down‐regulated by equibiaxial cyclic tensile stretching (5%, 1Hz, 20h) respectively were identified. Some of these genes are known for their implication in inflammation, cell death and matrix degradation. Among them, the relaxin (RLN) gene is the most induced by stretching. RLN is a peptide hormone that belongs to the insulin/relaxin superfamily. It is known for its implication in reproduction and pregnancy. However, the role of RLN in cartilage is still to be studied. The second objective of my PhD thesis is, consequently, to characterize the function of RLN in cartilage. My qRT‐PCR results show, for the first time, that the RLN transcript levels increase upon mechanical and inflammatory (interleukin ‐1treatment) stress in rabbit articular chondrocytes. Moreover, RLN transcript levels decrease during cell dedifferentiation. In a model of gonarthrosis induced in mice by destabilization of the medial meniscus, I showed by immunofluorescence that RLN is mainly present in the superficial layers of the knee cartilage and that its expression decreases in osteoarthritic cartilage as compared to normal cartilage. Furthermore, treatment of rabbit chondrocytes with RLN increases the activity of the metalloproteinase MMP‐9 involved in cartilage degradation. In conclusion, this study shows that RLN is sensitive to mechanical and inflammatory stress and to chondrocyte dedifferentiation. It also suggests that this hormone could modulate cartilage homeostasis. Therefore, RLN is a potential target in osteoarticular pathologies.

L’hyperphagie et l’obésité sont devenues des problèmes majeurs de notre société et touchent de manière différente les hommes et les femmes. Dès lors, il apparaît nécessaire de rechercher les bases physiologiques de ces troubles chez des modèles animaux, comme les rats développant l’hyperphagie induite par le stress et l’obésité induite par la diète (DIO). Dans ces modèles, l’étude du neuropeptide orexigène relaxine-3 semble être une piste prometteuse du fait de son implication dans la régulation du stress et de la prise alimentaire. Dans un premier temps, nous avons étudié ce neuropeptide chez un modèle animal de rat DIO. Ces rats sont hyperphagiques et défendent leur gain de poids corporel contre la restriction calorique. Nos résultats montrent une expression plus élevée de la relaxine-3 chez les rats DIO lorsqu’ils ont accès à la nourriture à volonté et une expression augmentée de son récepteur RXFP3 induite par la réalimentation suivant le jeûne, suggérant que la relaxine-3 serait impliquée dans le maintien du gain de poids corporel chez le phénotype DIO. Dans une deuxième étude, des rats mâles et femelles étaient soumis à un stress et une restriction alimentaire chronique. Nous avons observé que seules les femelles connaissaient des épisodes d’hyperphagie associés à un gain de poids corporel et une augmentation de l’expression de relaxine-3 qui pourrait être à la base de ce comportement sexuellement spécifique. Dans une troisième étude, par l’injection de relaxine-3 dans le cerveau des rats mâles et femelles, nous avons montré que ce neuropeptide avait un effet orexigène plus élevé chez les femelles que chez les mâles. Nous avons également observé une stimulation plus importante de l’axe corticotrope chez les mâles qui pourrait atténuer l’effet orexigène de la relaxine-3 tandis que, chez les femelles, la stimulation de l’expression de corticolibérine dans le noyau du lit de la strie terminale pourrait renforcer la motivation liée à la recherche de nourriture. En résumé, nos travaux démontrent le rôle du système relaxine-3/RXFP3 dans l’hyperphagie et le gain de poids corporel et montrent son rôle sexuellement spécifique dans la régulation de la prise alimentaire et de la réponse au stress. / Hyperphagia and obesity are major problems in our society that affect differentially men and women. Therefore, it is necessary to seek the physiological basis of these health problems using animal models such as stress-induced hyperphagia and diet-induced obesity (DIO) in rats, taking into account diet, stress and sex factors. Investigating the role of the orexigenic neuropeptide relaxin-3 appears to be promising because of its involvement in the regulation of stress and food intake. First, we studied the role of relaxin–3 system in DIO rat model. These rats are hyperphagic and defend their elevated body weight against caloric restriction. The results of this study showed higher expression of relaxin-3 in the DIO rats in free feeding conditions, and, in addition, refeeding after food deprivation led to increased expression of the cognate receptor of relaxin-3 RXFP3 in DIO rats suggesting that relaxin-3 is involved in the defense of elevated body weight in the DIO phenotype. In the second study, hyperphagia was developed in female but not male rats submitted to repeated episodes of food restriction and stress. We observed that female hyperphagic rats showed increased expression of relaxin-3 which could be a cause of this sexually specific behavior. In the third study, by the central injection of relaxin-3 in male and female rats, we showed that female rats were more sensitive to lower doses of relaxin-3 and demonstrated higher increase in food intake compared to male rats. We also observed a greater stimulation of the hypothalamic pituitary adrenal (HPA) axis in male rats that may limit the orexigenic effect of relaxin-3. Conversely, in female rats, stimulation of corticotropin-releasing factor expression in the bed nucleus of the stria terminalis may enhance feeding behavior. In summary, our work demonstrates the role of relaxin-3/RXFP3 system in hyperphagia and body weight gain and shows its sex-specific effects in food intake regulation and stress response.

La grossesse est une période importante dans la vie d’une femme. Celle-ci va subir différents changements (hormonaux et cliniques) et différentes adaptations (neuromécaniques) qui peuvent contribuer au développement de douleurs dans les régions lombaire et pelvienne, aussi appelées douleurs lombo-pelviennes. Cette thèse vise à déterminer quelle est la contribution des facteurs hormonaux, neuromécaniques et cliniques qui contribuent au développement et à l'évolution des douleurs lombo-pelviennes chez la femme enceinte pour éventuellement déterminer quelles sont les approches à adopter en matière de prise en charge de ces douleurs. À l’aide de quatre études (revue intégrative de la littérature, revue narrative, étude de cohorte et étude de faisabilité contrôlée et randomisée), cette thèse a permis de comparer la littérature actuelle avec de nouvelles études et de mettre en lumière les manques encore présents en lien avec ce sujet. La revue intégrative de la littérature a permis de constater que la relaxine (l’hormone la plus étudiée en comparaison à l’oestrogène et la progestérone) ne semble pas être associée au développement ni à l’évolution des douleurs lombo-pelviennes chez les femmes enceintes. La revue narrative présente les changements hormonaux et biomécaniques ainsi que les adaptations neuromusculaires liées à la grossesse qui pourraient jouer un rôle dans le développement des douleurs lombo-pelviennes pendant la grossesse. L’étude de cohorte a montré une augmentation de l'intensité des douleurs lombo-pelviennes et de l'incapacité physique, une augmentation du risque de mauvais pronostic pour la douleur ainsi qu’une diminution du catastrophisme lié à la douleur au fil de la grossesse. Les résultats ont aussi montré une corrélation entre l'incapacité physique et les niveaux d'oestrogènes (premier-deuxième trimestre), ainsi qu'une corrélation entre les niveaux d'oestrogènes et l'intensité de la douleur diurne (deuxième-troisième trimestre). L’étude de faisabilité contrôlée et randomisée a été réalisée auprès de 32 femmes enceintes recrutées sur une période de 14 mois. Parmi elles, 26 (11 dans le groupe d'intervention et 15 dans le groupe contrôle) ont participé à la visite post-intervention (taux de rétention de 81,3 %). Le taux d'observance était similaire pour les séances d'exercices supervisées et non supervisées, bien que l'acceptabilité fût meilleure pour les séances supervisées par rapport aux séances non supervisées. À la rencontre pré-intervention, les caractéristiques des participantes étaient similaires entre les deux groupes, sauf pour le niveau d'éducation (plus élevé dans le groupe contrôle). Les résultats préliminaires n'ont montré aucune différence significative dans la fréquence, l'intensité et l'incapacité physique associées aux DLP entre les groupes, bien que des tendances prometteuses aient été observées. Cette thèse examine les changements hormonaux, cliniques, biomécaniques et les adaptations neuromusculaires chez les femmes enceintes souffrant de douleurs lombo-pelviennes. Les résultats montrent qu’un programme d'exercices de contrôle moteur est sûr et faisable avec quelques ajustements, mais que la stabilité de la région lombo-pelvienne demeure complexe et incertaine en raison des variations hormonales et des adaptations neuromécaniques pendant la grossesse. Bien que l'efficacité de l'intervention n'ait pas été statistiquement démontrée, nos résultats ont montré la faisabilité d’une éventuelle étude contrôlée et randomisée à plus grande échelle. Cette thèse identifie également des aspects à considérer pour les futures études visant à améliorer la prise en charge des femmes enceintes souffrant de douleurs lombo-pelviennes pendant la grossesse. / Pregnancy is an important period in a woman's life. Pregnant women will undergo different changes (hormonal and clinical) and adaptations (neuromechanical) that can contribute to the development of pain in the lumbar and pelvic region, also known as lumbopelvic pain. This thesis aims to determine the contribution of hormonal, neuromechanical, and clinical factors that contribute to the development and evolution of lumbopelvic pain in pregnant women, to eventually determine which approaches should be adopted in terms of managing these pains. Through four studies (an integrative literature review, a narrative review, a cohort study, and a controlled and randomized feasibility study), it was possible to compare current literature with new studies and highlight the gaps still present in this field. The integrative literature review showed that relaxin (the hormone most studied in comparison to estrogen and progesterone) does not seem to be associated with the development or evolution of lumbopelvic pain in pregnant women. The narrative review presents the hormonal and biomechanical changes as well as the neuromuscular adaptations related to pregnancy that could play a role in the development of lumbopelvic pain during pregnancy. The cohort study showed an increase in the intensity of lumbopelvic pain and disability, an increase in the risk of poor prognosis for pain, as well as a decrease in pain catastrophizing over the course of pregnancy. The results also showed a correlation between disability and estrogen levels (first second trimester), as well as a correlation between estrogen levels and the diurnal lumbopelvic pain intensity (second third trimester). The controlled and randomized feasibility study was conducted on 32 pregnant women recruited over a period of 14 months. Among them, 26 (11 in the intervention group and 15 in the control group) participated in the post-intervention visit (retention rate of 81.3%). Adherence rates were similar for supervised and unsupervised exercise sessions, although acceptability was better for supervised sessions compared to unsupervised sessions. At the pre-intervention meeting, participant characteristics were similar between the two groups, except for education level (higher in the control group). Preliminary results showed no significant differences in frequency, intensity, and disability associated with lumbopelvic pain between the groups, although promising trends were observed. This thesis examines hormonal, clinical, biomechanical changes and neuromuscular adaptations in pregnant women with lumbopelvic pain. The results show that a motor control exercise program is safe and feasible with some adjustments, but the stability of the lumbo-pelvic region remains complex and uncertain due to hormonal variations and neuromechanical adaptations during pregnancy. Although the effectiveness of the intervention has not been statistically proven, results suggest that its efficacy could potentially be demonstrated through a larger randomized controlled trial. This thesis also identifies aspects to consider for future studies aimed at improving the management of pregnant women with lumbopelvic pain during pregnancy.