L'autophagie est un processus d'auto-digestion durant lequel les cellule dégradent leurs propres composants afin de maintenir l’homéostasie en conditions basales. L'autophagie est donc nécessaire à l’échelle de la cellule et de l’organisme car elle joue un rôle dans l’élimination des organites endommagés et des agrégats de protéines potentiellement nocifs et a la capacité de mobiliser les métabolites essentiels des réserves énergétiques en conditions de stressLa détérioration des fonctions cellulaires et au niveau de l’organisme liée à l'âge est associée à une dérégulation des voies de détection des nutriments ainsi qu’à une autophagie déficiente. La réactivation du flux autophagique peut prévenir ou améliorer ces dysfonctionnements métaboliques liés à l'âge. Les composés non toxiques capables de réduire les taux globaux d'acétylation des protéines et d'induire l'autophagie ont été classés dans la catégorie des agents mimétiques de restriction calorique (CRMs, de l’anglais « caloric restriction mimetic »). Nous montrons ici que l'aspirine et son métabolite actif, le salicylate, induisent une autophagie en raison de leur capacité à inhiber l'activité acétyltransférase de EP300. Alors que le salicylate stimule le flux autophagique dans les cellules « Wild Type », il ne permet pas d’augmenter le niveau d'autophagie dans les cellules déficientes en EP300, ni dans les cellules dans lesquelles EP300 endogène a été remplacé par les mutants EP300 résistants au salicylate. En conséquence, l'activité pro-autophagique de l'aspirine et du salicylate sur le nématode Caenorhabditis elegans est perdue lorsque l'expression de l'orthologue EP300 cpb-1 est réduite. Ces résultats permettent de conclure que l'aspirine est un CRM dont le mécanisme est conservé au cours de l’évolution. / Autophagy is a self-digestion process in which cell degrades its own components in order to maintain homeostasis in basal conditions; autophagy is required for the maintenance of cellular and organismal fitness due to its role in eliminating damaged organelles and potentially harmful protein aggregates, as well as its unique capacity to mobilize essential metabolites from complex energy stores in conditions of stress.The age-associated deterioration in cellular and organismal functions associates with dysregulation of nutrient-sensing pathways and disabled autophagy. The reactivation of autophagic flux may prevent or ameliorate age-related metabolic dysfunctions. Non-toxic compounds endowed with the capacity to reduce the overall levels of protein acetylation and to induce autophagy have been categorized as caloric restriction mimetics (CRMs). Here, we show that aspirin or its active metabolite salicylate induce autophagy by virtue of their capacity to inhibit the acetyltransferase activity of EP300. While salicylate readily stimulates autophagic flux in control cells, it fails to further increase autophagy levels in EP300-deficient cells, as well as in cells in which endogenous EP300 has been replaced by salicylate-resistant EP300 mutants. Accordingly, the pro-autophagic activity of aspirin and salicylate on the nematode Caenorhabditis elegans is lost when the expression of the EP300 ortholog cpb-1 is reduced. Altogether, these findings identify aspirin as an evolutionary conserved CRM.

Résumé: Le processus de vieillissement est associé à une modification de la composition corporelle menant à une détérioration du profil métabolique et à une augmentation du risque de développer le diabète de type 2 et des maladies cardiovasculaires. Il est donc important d’établir des stratégies de gestion du poids efficaces pour les personnes âgées. Toutefois, l’obésité est une condition hétérogène et ce ne sont pas tous les individus aux prises avec cette condition qui présentent des détériorations métaboliques et qui répondent de la même façon à une perte de poids. Afin de trouver des stratégies de prévention et de traitement de l’obésité plus efficace pour les individus âgés, nous avons comparé les effets de la perte de poids sur la composition corporelle et le profil métabolique de femmes ménopausées et sédentaires présentant différents phénotypes d’obésité. Dans un premier temps, nous nous sommes intéressés aux effets de la restriction calorique chez des femmes obèses mésomorphes. Les résultats ont fait ressortir l’importance de considérer la composition corporelle initiale des femmes afin de distinguer celles qui répondent mieux à une perte de poids induite par la restriction calorique. La deuxième étude à permis de démontrer que les femmes obèses et dynapéniques répondaient de façon similaire aux femmes obèses non-dynapéniques à une restriction calorique et un entraînement en résistance. Les résultats de cette deuxième étude sont intéressants étant donné que des articles scientifiques récents proposent d’adapter les interventions selon le phénotype d’obésité. L’objectif du troisième article était d'étudier la relation entre le statut de tolérance au glucose et les changements de la composition corporelle observés lors d’une perte de poids par restriction calorique. Nos travaux ont démontré dans un premier temps que la relation entre les mesures de captation du glucose et certaines variables de la composition corporelle varient en fonction de la tolérance au glucose, chez les femmes ménopausées obèses. Les résultats suggèrent également une association positive entre les changements de seulement certaines variables de la masse grasse et la captation du glucose chez les femmes tolérantes au glucose suite à une perte de poids par restriction calorique. Pour conclure, en caractérisant les phénotypes d’obésité selon certain paramêtres biologiques ou physiologiques, cela ne nous permettrait pas de mieux personnaliser nos interventions de perte de poids visant l’amélioration du profil métabolique et de la composition corporelle selon nos résultats. Toutefois, lorsqu’on vise une amélioration de la force musculaire, la catégorisation des femmes sur la base du phénotype d’« obésité dynapénique », semble être un élément important dans la réponse à la perte de poids. / Abstract: The aging process is associated with several body composition changes; which can lead to metabolic deteriorations, type 2 diabetes and cardiovascular diseases. It is therefore critical to establish effective weight lost strategies in older adults. However, obesity is a heterogeneous condition; not all individual will present metabolic disturbances associated with obesity and will respond similarly to a weight loss intervention. In order to find more efficient obesity treatments, we have compared the effects of weight loss interventions on body composition and the metabolic profile in sedentary and menopausal women exhibiting different obesity phenotypes. We first analysed the effects of weight loss from caloric restriction on women displaying a “mesomorphic-obese” phenotype. Results show the importance of considering baseline body composition in order to define which individual may better respond to a caloric restriction induced weight loss intervention. In the second study, we were able to demonstrate that dynapenic-obese women responded similarly to non-dynapenic-obese women following a weight loss intervention combining caloric restriction and resistance training. Results from our first two studies are interesting considering that several scientific publications propose to adapt weight loss intervention according to obesity phenotypes. The third article’s objective was to investigate the relationship between glucose tolerance status and changes in body composition following a caloric restriction induced weight loss intervention. Our data show that the relationship between body composition variables and glucose disposal depends on baseline glucose tolerance in obese menopausal women. Our results also suggest a positive association between changes in measures of fat mass variables and measures of glucose disposal in glucose tolerant women following weight loss. To conclude, based on our results, defining obesity phenotypes using biological or physiological variables would not allow us to better personalise weight loss interventions when the objective is to improve the metabolic profile and body composition. However, if the increase in muscle strength is the main objective, characterizing menopausal women according to the “dynapenic-obesity” phenotype, seem to have positive effects on weight loss response.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Au cours du vieillissement, les artères cérébrales subissent des modifications structurelles et fonctionnelles, notamment au niveau des cellules musculaires lisses (CML). La CML a pour rôle de maintenir la réactivité vasculaire via une signalisation calcique qui fait intervenir différents acteurs pouvant ainsi réguler deux phénomènes : la contraction et la relaxation. Ces acteurs rassemblent, au sein d’une même cellule, des canaux (CCVD, RYR, IP3R), des pompes calciques (SERCA, PMCA, NCX, STIM/ORAI) et leurs régulateurs (PLB, FKBP12.6, TRPP2, SARAF, TRIC). La restriction calorique (RC), apparaît comme étant un facteur retardant le vieillissement et ses pathologies. Notre travail s’est donc fortement impliqué dans l’étude de la signalisation calcique de la CML, en se focalisant sur les altérations génomiques et fonctionnelles au cours du vieillissement des artères cérébrales chez la souris C57Bl6/j. Nous avons ainsi pu mettre en évidence une altération de la signalisation calcique qui passe en partie par une modulation des niveaux d’expressions génique et protéique des canaux et pompes calciques impliqués dans ce phénomène, et par une modification fonctionnelle en termes de signaux calciques et de contraction. Après 5 mois de régime RC, il a été mis en évidence un ralentissement des altérations de la signalisation calcique liées au vieillissement et une diminution de l’oxydation des CML. / During aging, cerebral arteries undergo structural and functional changes, particularly in smooth muscle cells (SMC). SMC is responsible for maintaining vascular reactivity via calcium signaling involving different actors and can regulate two phenomena: contraction and relaxation. These actors regroup channels (CCVD, RYR, IP3R) calcium pumps (SERCA, PMCA, NCX, STIM / ORAI) and their regulators (PLB, FKBP12.6, TRPP2, SARAF, TRIC). Caloric restriction (CR) appears as a factor in delaying aging and its pathologies. Our work is strongly involved in the study of calcium signaling in SMC, focusing on genomic and functional alterations during aging of cerebral arteries in mice C57BL6/J. We were able to demonstrate an altered calcium signaling, which is partly through modulation of gene and protein expression levels of calcium channels and pumps involved in this phenomenon, and a functional change in terms of calcium signals and contraction. After 5 months under RC, it was highlighted a slow calcium signaling alterations associated with aging and a decrease of SMC oxidation by SAMP8.

L’autophagie est un processus d’autodigestion dans lequel la cellule dégrade ses propres composants dans le but de maintenir l’homéostasie dans ses conditions basales. En absence de nutriments, l’autophagie est activée et favorise la survie cellulaire en fournissant des substrats énergétiques résistant aux conditions de stress. Autophagie et métabolisme communiquent à différents niveaux; une baisse en métabolites richement énergétiques, tels qu’en ATP et en NADH, est détectée par des senseurs cellulaires (AMPK et SIRT1 respectivement) et mène à l’activation de l’autophagie. Ici, nous définissons un niveau supplémentaire de régulation de l’autophagie induite par le jeûne. Dans ce travail, nous montrons que cette privation en nutriments est caractérisée par une diminution rapide de l’Acétyl CoA, intégrateur majeur de l’état nutritionnel au carrefour du catabolisme des graisses, des sucres et des protéines. La baisse en AcCoA s’accompagne de la réduction proportionnelle des niveaux généraux d’acétylation des protéines ainsi que par l’induction de l’autophagie. Les manipulations destinées à augmenter ou diminuer les niveaux cytosoliques d’AcCoA, ciblant soit la synthèse mitochondriale soit son transport dans le cytoplasme, résultent en la suppression ou l’induction de l’autophagie aussi bien dans les cultures cellulaires que dans les tissus de souris. La déplétion en AcCoA impacte directement l’activité des KATs utilisant l’AcCoA comme substrat pour l’acétylation protéique. Nous avont montré que cette baisse en AcCoA réduit spécifiquement l’activité de EP300; cette KAT est en effet nécessaire à la suppression de l’autophagie à des niveaux élevés d’AcCoA, se comportant ainsi comme le senseur des niveaux cytosoliques d’AcCoA. A son tour, EP300 contrôle l’autophagie en inhibant les protéines autophagiques clés. Dans l’ensemble, nos résultats illustrent les fonctions de l’AcCoA cytosolique comme régulateur métabolique central de l’autophagie, délimitant ainsi des stratégies pharmacologiques centrées sur l’AcCoA qui permettent la manipulation thérapeutique de l’autophagie. En effet, la privation en nutriments et la restriction calorique sont connues pour jouer un rôle positif sur la santé et la longévité en promouvant leurs effets. Néanmoins, les stratégies basées sur la restriction calorique sont difficilement applicables en clinique. Ici, nous proposons une nouvelle définition biochimique des Mimétiques de la Restriction Calorique, composés imitant l’effet positif du jeûne. Dans notre contexte, un MRC est un composé capable de réduire l’acétylation protéique par des mécanismes distincts mais convergents: premièrement, par diminution des niveaux d’AcCoA, deuxièmement par inhibition directe des KATs, et enfin, par activation des protéines déacétylases. Ces résultats de l’exécution d’un programme cellulaire conduisent finalement à des effets pro-santé liés à la restriction calorique incluant mais non limités à l’autophagie. / Autophagy is a self-digestion process in which cell degrades its own components in order to maintain homeostasis in basal conditions. In absence of nutrients, autophagy is activated and promotes cell survival by providing energetic substrates to sustain stressful condition. Autophagy and metabolism crosstalk at different levels; a drop in energy-rich metabolites, such as ATP and NADH, is detected by cellular sensors (AMPK and SIRT1 respectively) and leads to autophagy activation. Here, we define a further regulatory level of starvation-induced autophagy. In this work, we show that nutrient deprivation is characterized by a rapid depletion of Acetyl CoA, a major integrator of the nutritional status at the crossroads of fat, sugar, and protein catabolism.Decrease in AcCoA is accompanied by the commensurate reduction in overall protein acetylation levels as well as by autophagy induction. Manipulations designed to increase or reduce cytosolic levels of AcCoA, either targeting mitochondrial synthesis or its transport in the cytoplasm, resulted in the suppression or induction of autophagy both in cultured cells and in mice tissues. Depletion of AcCoA directly impacts on the activity of cellular KATs, which use AcCoA as substrate for acetylating proteins. We showed that a drop in AcCoA specifically reduces the activity of EP300; this KAT was indeed required for the suppression of autophagy by high AcCoA levels, thus behaving as the sensor of cytosolic AcCoA levels. In turn, EP300 controls autophagy by inhibiting key autophagic proteins. Altogether, our results indicate that cytosolic AcCoA functions as a central metabolic regulator of autophagy, thus delineating AcCoA-centered pharmacological strategies that allow for the therapeutic manipulation of autophagy. Indeed, nutrient deprivation and caloric restriction are known to play pro-healthy and longevity promoting effects. Nonetheless, CR-based strategies are hardly suitable in clinical settings. Here, we propose a new biochemical definition of Caloric Restriction Mimetics, compounds that mimic the positive effects of nutrient starvation. In our setting, a CRM is a compound able to reduce protein acetylation through distinct but convergent mechanisms: first, by decreasing AcCoA levels, second by directly inhibiting KATs, third by the activation of protein deacetylases. This results in the execution of a cellular program ultimately leading to CR-related pro-healthy effects, including but not limited to autophagy.

Le tissue adipeux (TA) est un organe complexe specialisé dans le stockage et la libération d'énergie sous forme de lipides. Cet organe adipeux est essentiel pour le maintien de l'homéostasie énergétique. Les adipocytes sont les cellules prototypiques du TA. Elles se forment durant la différenciation de précurseurs, un processus appelé adipogenèse. L'adipogenèse est intimement associée à la synthèse des acides gras et de triglycérides lors de la lipogenèse. Néanmoins, divers facteurs peuvent perturber l'adipogénèse et la lipogenèse, contribuant au dysfonctionnement du TA et au développement des maladies métaboliques. Le but de cette thèse a été d'étudier la lipogenèse dans le contexte du stress du réticulum endoplasmiques (SRE), de la restriction calorique et du vieillissement. Dans le projet A, nous avons montré que l'exposition d'adipocytes à un SRE aigu inhibe l'expression des gènes liés à la lipogenèse et empêche l'incorporation du glucose dans les lipides. En plus, l'exposition des préadipocytes à un SRE chronique, détériore à la fois la lipogenèse et l'adipogenèse. Par contre, pour les adipocytes, un SRE chronique mais modéré n'a pas d'effet évident sur la lipogenèse. Ces effets du SRE pourraient contribuer à la détérioration de la fonction de TA vue dans l'obésité. La capacité du TA à stocker des lipides diminue avec l'âge, probablement à cause de l'accumulation de cellules sénescentes ou un SRE plus élevé. Dans le projet B, nous avons étudié la capacité lipogénique du TA humain en relation à la sénescence et aux marqueurs du SRE au sein d'une cohorte de femmes obèses jeunes ou âgées. Tandis que l'expression des principaux marqueurs de la sénescence était augmentée dans le TA des femmes âgées, l'expression génique des enzymes de lipogenèse et des chaperonnes était diminuée dans le TA des personnes âgées. Ces résultats étaient partiellement retrouvés dans les adipocytes différenciés in vitro des mêmes individus ce qui suggère une moins bonne capacité à faire face au SRE lors du vieillissement. Le régime à très basses calories (VLCD) est souvent prescrit en première intention pour une rapide perte de poids. L'amélioration de la sensibilité à l'insuline se voit dès 2 jours de VLCD. Néanmoins, on ne sait quasiment rien des modifications métaboliques du TA survenant durant les premiers jours. Dans le projet C, nous avons donc comparé les réponses métaboliques et inflammatoires du TA sous-cutané précocément (2 jours) et plus tardivement (28 jours) lors d'un VLCD. A 2 jours de régime, l'expression des gènes lipolytiques était augmentée, alors que l'expression des gènes lipogéniques était diminuées. Les marqueurs d'inflammation n'étaient pas changés dans le TA. Néanmoins, les changements d'expression dans le TA lors de la phase précoce du régime ne pouvait pas expliquer l'effet de ce régime court à l'amélioration de la sensibilité à l'insuline. Dans la phase tardive, l'expression des gènes impliqués dans la lipogenèse et la ß-oxydation était largement réduite, tandis que l'expression des marqueurs inflammatoires était augmentée. Nous avons donc montré que les réponses métaboliques et inflammatoires du TA sous-cutané à 2 jours et 28 jours de VLCD sont différentes. Dans le projet D, nous avons comparé et défini les effets de la restriction calorique modérée sur la physiologie des préadipocytes et des adipocytes différenciés in vitro chez des jeunes obèses ou des personnes âgées obèses. De façon surprenante, on n'a observé aucun effet de l'intervention sur le métabolisme des préadipocytes dans les deux groupes. Par contre, un effet bénéfique de l'intervention sur le métabolisme adipocytaire n'a été observé que chez les personnes âgées. Nos données montrent donc qu'une restriction calorique modérée peut avoir un effet positif sur le métabolisme adipocytaire des séniors. Pour conclure, cette thèse montre que la lipogenèse dans le TA humain peut être inhibée par le SRE, la restriction calorique sévère et le vieillissement. / Adipose tissue (AT) is a complex organ specialised in safe storage and release of energy as lipids. The adipose organ is therefore essential for the maintenance of energy homeostasis. The prototypical cells of AT are adipocytes, emerging from the precursors in a process called adipogenesis. Adipogenesis itself is tightly connected with lipogenesis, i.e. with the synthesis of fatty acids and triglycerides. Various stimuli can disturb adipocyte differentiation and lipogenesis and thus contribute to AT dysfunction and development of associated metabolic diseases. This thesis was focused on the investigation of lipogenesis in the context of endoplasmic reticulum stress (ERS), calorie restriction and aging. In Project A, we showed that exposition of adipocytes to high acute ERS inhibits expression of lipogenic genes and glucose incorporation into lipids. Moreover, chronic exposure of preadipocytes to ERS impaired both, lipogenesis and adipogenesis. On the other hand, chronic low ERS had no apparent effect on lipogenesis in adipocytes. These effects of ERS could therefore contribute to the worsening of AT function seen in obesity. The capacity of AT to store lipids decreases in aging, possibly due to the accumulation of senescence cells or higher ERS. In Project B, we investigated lipogenic capacity of human AT in relation to senescence and markers of ERS. AT and adipose cells from young and elderly women were investigated. While mRNA expression of major senescent markers was increased in AT from the elderly compared to young individuals, mRNA expression of lipogenic enzymes and chaperones was decreased in AT from elderly individuals. These results were also partly observed in vitro in differentiated adipocytes from AT of the same individuals suggesting the reduced capability to cope with ERS in aging. Very-low calorie diet (VLCD) is first line lifestyle intervention to achieve rapid weight loss. The improvement of whole body insulin sensitivity can be seen as soon as after 2 days of VLCD. However, little is known about AT metabolic changes in those early days. Thus, in Project C, we compared metabolic and inflammation-related characteristics of subcutaneous AT in the early (2 days) and later (28 days) phase of a VLCD. In the early phase of VLCD, the expression of lipolytic genes was increased, whereas the expression of lipogenic genes was suppressed. The inflammatory markers remained unchanged in AT. The changes in AT gene expression in the early phase of VLCD could not explain the effect of short calorie restriction on the improvement of insulin sensitivity. At the later phase, expression of genes involved in lipogenesis and ß-oxidation was markedly suppressed, whereas the expression of inflammatory markers was increased. Thus, we found that the early and later phases of VLCD differ with respect to metabolic and inflammatory responses in subcutaneous AT. In Project D, we compared and defined the effects of moderate calorie restriction on preadipocytes and in vitro differentiated adipocytes in two groups of obese men: juniors and seniors. We did not observe any effect of the intervention on metabolism of preadipocytes in either group. However, we observed an intervention-driven improvement in adipocyte metabolism selectively in the group of seniors. Therefore, our data suggest that moderate calorie restriction could initiate positive changes in metabolism of adipocytes in seniors. In conclusion, this thesis brought several pieces of evidence that lipogenesis in human AT can be inhibited by ER stress, severe caloric restriction and aging.

Une perte de poids est une situation fréquemment rencontrée en médecine. Paradoxalement<br />quand elle est involontaire (dénutrition, hypercatabolisme), la consommation d'oxygène du<br />corps entier est augmentée. Cependant, les mécanismes biochimiques restent discutés. Nos<br />résultats montrent que la restriction calorique s'accompagne d'une diminution de l'activité de<br />la chaîne respiratoire et de la respiration de mitochondries hépatiques, proportionnelle à<br />l'intensité de la restriction calorique et fortement corrélée au taux plasmatique de leptine. A<br />l'inverse, chez le rat traité par dexaméthasone (modèle de dénutrition) il y a une augmentation<br />de la fuite de protons des mitochondries hépatiques et une anomalie in vivo de la<br />phosphorylation oxydative du muscle squelettique. Si ces modifications peuvent expliquer les<br />variations du métabolisme de base, l'adaptation à la restriction calorique semble aussi capable<br />de limiter la production de radicaux libres oxygénés.

La suralimentation postnatale (SAPN) chez les rongeurs induit des modifications cardio-métaboliques à l'âge adulte. Notre objectif a été de déterminer si une restriction calorique (RC) modérée pouvait restaurer ces altérations cardio-métaboliques et améliorer la récupération post-ischémique dans un modèle de cœur perfusé in vitro.Après la naissance, des souriceaux C57BL/6 ont été répartis au nombre de 9 par portée pour les groupes témoins (Normoalimentées: NA), ou au 3 par portée pour induire la SAPN. Après le sevrage, les souris ont eu un accès libre à une nourriture standard et à l’eau. A 6 mois, la moitié des souris des deux groupes a été soumise à une RC de 20% (NARC, SARC) pendant un mois, tandis que l’autre moitié a continué à se nourrir ad libitum (NAAL, SAAL). Des paramètres métaboliques et de la fonction cardiaque ont été évalués avant et après RC. A 7 mois, nous avons évalué au niveau du myocarde la sensibilité aux lésions d'ischémie-reperfusion et le niveau stress oxydant cardiaque. Les souris SAPN adultes présentent un surpoids, une accumulation de graisses, une hyperleptinemie, une intolérance au glucose, une résistance à l’insuline, ainsi qu’une diminution de la fraction d'éjection ventriculaire gauche (FEVG). Après un mois de RC, le poids corporel de SARC est revenu à la normale bien que ni la masse grasse ni la leptinémie n’aient diminué. Nous avons noté une amélioration du métabolisme au glucose et de la FEVG chez les souris SARC. Sur cœur isolé perfusé après 30 min d'ischémie globale, la taille de l'infarctus des souris SARC est la plus faible. La RC est associé à une amélioration de la fonction de la chaine respiratoire mitochondriale chez les souris SARC et à une diminution de la production des radicaux libres. Cependant, les effets bénéfiques de la RC n’ont pas été retrouvés pour la plupart des paramètres mesurés chez les souris NARC. Notre étude a confirmé le rôle de la programmation de SAPN sur la fonction cardio-métabolique. Une RC modérée, à court terme, permet de diminuer le poids corporel, mais aussi d’améliorer le métabolisme du glucose, d’améliorer la fonction cardiaque et de diminuer la susceptibilité aux lésions d'ischémie-reperfusion chez les souris SAPN. / Postnatal overfeeding (PNOF) in rodents induces early programming of cardio-metabolic risk. Our aim was to determine if a moderate diet restriction could restore cardio-metabolic alterations induced by PNOF.Immediately after birth, litters of C57BL/6 mice were either maintained at 9 (normal litter, NL), or reduced to 3 (small litter, SL) to induce PNOF. At weaning, all mice received a standard diet ad libitum (AL). At 6 month of age, half of the NL and SL mice were assigned to a moderate 20% calorie restriction (CR: NLCR, SLCR) for one month, while the other mice continued to eat AL (AL: NLAL, SLAL). Glucose and insulin tolerance tests, cardiac function (echocardiography), body composition (Echo-MRI), cardiac sensitivity to ischemia-reperfusion injury, mitochondrial function, reactive oxygen species (ROS) generation (EPR spectroscopy) and insulin signaling were assessed before and/or after one month of CR.Adult SL mice presented overweight, fat accumulation, hyperleptinemia, glucose intolerance, insulin resistance and decreased left ventricular ejection fraction (LVEF). After one month of moderate CR, body weight of SLCR was normalized to this of NLAL however their fat mass and leptinemia were not decreased. Glucose metabolism was improved and LVEF was increased In SLCR. After 30 min of global ischemia, hearts isolated from SLCR mice showed better recovery and smaller infarct size than this of others groups. CR increased the cardiac mitochondrial respiratory rate in SLCR mice whereas cardiac ROS production was significantly decreased in SLCR mice. Insulin signaling in heart was affected neither by PNOF nor by CR. Intriguingly, no difference was observed in NLCR mice for most of the parameters investigated.Our results confirmed the programming of early overfeeding on metabolic and cardiac function. A short-term moderate CR in not only normalized body weight in SL mice but also ameliorate the metabolic programming and reverse the cardiac dysfunction induced by PNOF.

Aujourd’hui la restriction calorique modérée et chronique (RC) est la seule intervention non génétique capable de ralentir l’apparition de pathologies liées à l’âge et d’accroître la longévité chez plusieurs espèces animales. Le resvératrol (RSV), un composé appartenant au groupe des polyphénols, présente des propriétés thérapeutiques intéressantes et constitue un candidat prometteur comme mimétique des effets d’une RC. Afin d’évaluer l’impact de tels protocoles nutritionnels à long terme, une étude longitudinale a été menée sur une cohorte de 53 mâles microcèbes (Microcebus murinus), modèle primate pertinent pour les recherches sur le vieillissement normal ou pathologique au vue de sa longévité maximale de 12 ans en captivité. Depuis l’intégration des animaux dans l’étude (3 ans d’âge) à l’avancement actuel du projet (8 ans d’âge), des paramètres physiologiques et comportementaux ont été évalués régulièrement au sein de la cohorte, partagée en trois groupes: un groupe soumis à une RC (-30%) et un groupe supplémenté en RSV (200 mg.kg-1.jour-1), comparés à un groupe contrôle (CTL). Avec l’âge, chez les microcèbes CTL, des perturbations sont apparues : diminution de la sensibilité à l’insuline, accumulation de dommages cellulaires, déclin moteur et cognitif (mémoire spatiale de reférence) et déclin de certains marqueurs prédictifs du vieillissement chez cette espèce. La RC a permis une amélioration de la sensibilité à l’insuline et a limité l’accumulation de certains marqueurs du stress oxydant, elle n’a pas entraîné d’amélioration des capacités cognitives, mais a diminué l’anxiété, amélioré les performances motrices et augmenté l’activité locomotrice spontanée. La RC a aussi induit une réponse adaptative métabolique avec une perte de masse corporelle sans réduire les dépenses énergétiques, un abaissement des taux hormonaux d’IGF-1 et de la testostérone suggérant un compromis entre reproduction et survie. Le RSV a mimé une partie des effets bénéfiques démontrés sous RC. Cependant il a permis une amélioration de la mémoire spatiale de travail, absente chez les animaux restreints. Le RSV a également montré des effets opposés à ceux de la RC comme un maintien de la masse corporelle et des taux d’hormones par rapport aux CTL, une augmentation des dépenses énergétiques et des niveaux de testostérone pendant la période de jours longs. Finalement les données de survie actuelles sont prometteuses ; moins de 50% de l’effectif de départ des animaux CTL a survécu, alors que plus de 50% des animaux RC et RSV sont encore vivants, présentant de surcroît un âge moyen à la mort plus élevé d’environ 1 an par rapport aux CTL. Malgré des effets hétérogènes et pourtant bénéfiques, la RC et le RSV sont capables de ralentir l’apparition de certains déclins intrinsèques au vieillissement et d’améliorer la survie des microcèbes, soutenant l’hypothèse selon laquelle ces effets pourraient être induits par des mécanismes différents mais permettant d’atteindre les mêmes issues favorables notamment au niveau de l’espérance de vie. Ces résultats constituent un véritable outil pour la compréhension future des mécanismes sous-jacents au processus du vieillissement mais aussi des voies de régulation cellulaires mises en jeu par la RC et le RSV à moyen et long terme chez un primate / Nowadays moderate and chronic calorie restriction (CR); is the only non-genetic intervention known to slow the onset of age-related diseases and to increase longevity in several animal species. Resveratrol (RSV), a natural compound belonging to the polyphenols group, has therapeutic properties and is a promising candidate as CR effects mimetic. To assess the impact of such long-term nutritional protocols, a longitudinal study was conducted on a cohort of 53 males grey mouse lemurs (Microcebus murinus), a relevant primate model for normal and pathological aging research as regards to its high longevity in captivity, up to 12 years. Since the integration of the animals in the study (3 years old) to the current status of the project (8 years of age), physiological and behavioral parameters were assessed regularly in the cohort divided into three groups: a group submitting to a -30% CR and a group supplemented with RSV (200 mg.kg-1.day-1), compared to a control group (CTL). With age, disturbances appeared in CTL mouse lemurs: decreased insulin sensitivity, accumulation of cellular damage, motor and cognitive decline associated with particular type of memory and a decline of certain predictive biomarkers of aging in this species. CR has improved insulin sensitivity and limited the accumulation of markers of oxidative stress, it has not resulted in improved cognitive abilities but in a decreased anxiety, improved motor performances and an increased spontaneous locomotor activity. CR also induced an adaptive metabolic response with body weight loss without lowering energy expenditure, lower hormone levels of IGF-1 and testosterone, supporting a probable trade-off between reproduction and survival. RSV mimicked some of the beneficial effects demonstrated in CR. However, it has improved the spatial memory task, which was not observed in restricted animals. RSV also showed opposite effects to those of CR, as maintained body weight and hormone levels compared to CTL, an increase in energy expenditure and in testosterone levels during the long day’s season. Finally, the current survival data are promising; less than 50% of the CTL animals survived, while more than 50% of CR and RSV animals are still alive, with in addition a mean age at death about 1 year higher compared with CTL animals. Despite heterogeneous, but yet beneficial effects, CR and RSV were able to slow the appearance of some intrinsic age-related declines and to improve the lemurs’ survival, supporting the hypothesis that these effects may be mediated by different mechanisms achieving the same positive outcomes including enhanced life expectancy. These evidences are a real tool for the future understanding of the mechanisms underlying the aging process but also of cellular regulatory pathways that are involved in long term CR and RSV treatment in a primate