Cette recherche a été entreprise dans le "but d'apporter certaines précisions sur les mécanismes d'adaptation des enzymes pancréatiques à la composition du régime décrits par GROSSMAN(52). Dans une deuxième partie, notre travail a été orienté vers l'étude des mécanismes physiologiques qui régissent la sécrétion et la synthèse des enzymes digestifs du pancréas. Ces recherches, menées tant in vivo qu'in vitro, ont englobé l'action de différents stimuli; repas, pancréozymine, gastrine, histamine, sérotonine et acétylcholine.

Bien que les protéines S100A8/A9 et S100A12 exprimées par les neutrophiles ne possèdent pas de peptide signal, elles sont retrouvées dans le sérum de patients souffrant de diverses maladies inflammatoires. Les mécanismes de sécrétion de ces protéines demeurent peu connus ainsi que les agonistes qui favorisent leur sécrétion. Nous avons donc émis l´hypothèse que plusieurs voies de sécrétion alternative ainsi que plusieurs agonistes des neutrophiles pourraient participer à la libération de ces protéines. Dans un premier temps, nous avons étudié les stimuli capables de provoquer la sécrétion de la calprotectine et/ou de la S100A12. Dans une deuxième partie, nous nous sommes intéressés aux signaux et mécanismes alternatifs de sécrétion impliqués dans le relargage de ces protéines. L’ensemble de ces travaux montre la complexité des voies de sécrétion alternatives impliquées dans la sécrétion des protéines S100 et comment ces voies sont influencées par l’activation des neutrophiles par différents agonistes. / Although S100A8/A9 (calprotectin) and S100A12 proteins expressed by neutrophils lack a signal peptide, they are found in the serum of patients with various inflammatory diseases. However, the mechanisms of secretion and the agonists that promote their secretion are still unknown. We hypothesized that several alternative secretory pathways and several agonists of neutrophils may participate in the release of S100A8/A9 and S100A12 protein. Initially, we studied the stimuli inducing the secretion of calprotectin and / or S100A12. In a second part, we were interested in signals and alternative mechanisms of secretion involved in the release of the calprotectin and S100A12. In conclusion, this study shows the complexity of alternative secretion pathways involved in S100 secretion and that these pathways are influenced by the activation of neutrophils by various agonists.

Notre projet visait en premier à étudier la protéolyse sécrétée par l'endomètre eutopique provenant de femmes atteintes de la maladie et la comparer avec l'endomètre eutopique provenant de femmes saines. Nous avons démontré une augmentation dans l'activité protéolytique et nous avons identifié une augmentation de la sécrétion et de l'expression de la MMP-9 par l'endomètre eutopique provenant de femmes souffrant de la maladie. Nous avons par la suite étudié l'effet de l'activité protéasique sur la dégradation de l'IL1 rll. Nous avons démontré que l'endomètre eutopique provenant de femmes souffrant de l'endométriose cause la dégradation de l'IL-lrlI. La troisième partie du projet consistait en l'identification de molécules bioactives sécrétées par les cellules endométriosiques qui seraient responsables de l'angiogénèse retrouvée chez les femmes souffrant de la maladie. Nous avons réussi à identifier la nm23b, une protéine qui possède une influence angiogénique chez certains cancers lorsqu'elle est surexprimée.

La prostate est une glande du système reproducteur masculin ayant comme fonction la sécrétion de différents ions et molécules dans le liquide spermatique pour favoriser la fertilité masculine. Pour soutenir ces fonctions, les cellules épithéliales de prostate possèdent un métabolisme adapté. En effet, le zinc présent en grandes quantités dans les cellules épithéliales de prostate inhibe l'aconitase mitochondriale (ACO2) qui ne peut plus transformer le citrate en isocitrate, tronquant le cycle de Krebs de ces cellules. Le citrate ainsi produit et non utilisé par la cellule pour la production d'énergie est sécrété dans le liquide spermatique. En contexte tumoral, cette sécrétion de citrate par la prostate cesse par des mécanismes moléculaires encore largement inconnus. Afin de comprendre la reprogrammation du phénotype sécrétoire de la prostate dans ce contexte, il est nécessaire de comparer l'organe tumoral à l'organe sain, mais plusieurs incompréhensions demeurent quant au métabolisme de la prostate normale, à savoir comment ces cellules produisent de l'énergie avec un cycle de Krebs sévèrement tronqué, et quels nutriments sont utilisés par ces cellules pour soutenir une importante sécrétion de citrate. Par contre, aucun modèle actuellement disponible de prostate ne sécrète du citrate, complexifiant l'étude de ce phénotype sécrétoire. Le présent mémoire établit un protocole pour l'obtention d'organoïdes de prostate de souris, un nouveau modèle d'étude ex vivo reproduisant le phénotype sécrétoire de l'organe pour des études métabolomiques, en plus d'interroger les voies métaboliques qui alimentent leur synthèse de citrate. Nos résultats démontrent que plusieurs nutriments, par diverses voies métaboliques, permettent la synthèse de citrate dans les organoïdes obtenus, complexifiant les connaissances liées au métabolisme de la prostate saine. Une meilleure compréhension du métabolisme des organoïdes de prostate saine et tumorale pourrait offrir de nouvelles cibles de traitement au cancer de la prostate et à l'infertilité masculine. / The prostate is a gland of the male reproductive system whose function is to secrete various ions and molecules in the spermatic fluid to promote male fertility. To support these functions, the prostate epithelial cells have a unique metabolism. Indeed, zinc present in large quantities in prostate epithelial cells inhibits mitochondrial aconitase (ACO2) which can no longer transform citrate into isocitrate, thus truncating the tricarboxylic acid cycle (TCA) of these cells. The citrate produced and not used by the cells for energy production is secreted into the spermatic fluid. In the context of prostate cancer, this secretion of citrate by the prostate ceases by molecular mechanisms that remain largely unknown. In order to understand the reprogramming of the prostate secretory phenotype in this context, it is necessary to compare the tumor to the healthy organ, but several misunderstandings remain about the metabolism of the normal prostate, namely how these cells produce energy with a severely truncated TCA cycle, and which nutrients are used by these cells to support a substantial citrate secretion. A problem persists, no currently available model of the prostate reproduces this citrate secretion, complicating the study of this secretory phenotype. This master thesis establishes a protocol to obtain mouse prostate organoids, a novel ex vivo study model that reproduces the organ's secretory phenotype for metabolomic studies, in addition to examining the metabolic pathways that fuel the citrate synthesis of prostate epithelial cells. Our results demonstrate that several nutrients, through various metabolic pathways, enable citrate synthesis in our organoids, offering new insights about the metabolism of the healthy prostate. A better understanding of the metabolism of healthy and tumorous prostate organoids could offer new therapeutic targets for the treatment of prostate cancer and male infertility.

Montréal Trigonix inc. 2018

L’obésité, dont la prévalence ne cesse d’augmenter, est une préoccupation majeure des services de santé. Elle est associée à de nombreuses pathologies incluant la résistance à l’insuline, le diabète de type 2, la stéatose hépatique, la dyslipidémie, et les maladies cardiovasculaires. La stéatose hépatique non-alcoolique (NAFLD), caractérisée par une accumulation excessive de gras dans le foie, est elle-même associée à la résistance à l’insuline, à l’athérosclérose, et aux maladies cardiovasculaires. En contexte pathologique, le foie sécrète des facteurs nommés hépatokines, qui ont la capacité d’affecter le foie lui-même et les tissus périphériques. Ces facteurs représentent de potentiels biomarqueurs de la santé hépatique et/ou de potentielles cibles thérapeutiques de la NAFLD et des pathologies associées. Notre objectif a été d’identifier et de caractériser de nouvelles hépatokines exprimées et sécrétées en réponse à la stéatose hépatique en contexte d’obésité. Les travaux décrits dans cette thèse identifient Tsukushi (TSK) comme une nouvelle hépatokine exprimée et sécrétée majoritairement par le foie en réponse à l’obésité dans plusieurs modèles murins. TSK est associée à la quantité de triglycérides (TG) hépatiques indépendamment de l’obésité. Le stress du réticulum endoplasmique et l’inflammation, des conditions fortement associées à la NAFLD, régulent TSK. Les études réalisées montrent que TSK n’a pas de rôle dans le développement et la sévérité de la NAFLD. En revanche, des études chez la souris ont permis de mettre en évidence que la surproduction de TSK réduit les niveaux de cholestérol plasmatique et plus particulièrement les particules de haute densité (HDL, high-density lipoprotein), la synthèse d’acides biliaires et le transport inverse de cholestérol. Chez l’humain, l’expression de Tsk est augmentée chez les individus obèses ayant une forte quantité de TG hépatiques et une plus grande inflammation. De plus, TSK est fortement présente dans le plasma de patients souffrants de défaillance hépatique sévère induite par l’acétaminophène. Nous proposons un modèle dans lequel TSK est surproduite en réponse à la NAFLD indépendamment de l’obésité, et induit une réduction du transport inverse du cholestérol probablement dans le but de protéger le foie. Bien que l’effet initial de TSK puisse être bénéfique, une action soutenue dans l’obésité et la NAFLD pourrait contribuer à l’athérosclérose en limitant le transport inverse du cholestérol. L’ensemble de ces résultats montrent que TSK pourrait représenter un nouveau biomarqueur du stress hépatique liant la NAFLD à la dyslipidémie athérogène et à l’athérosclérose. / Obesity, whose prevalence is constantly increasing, is a major concern of the health services. It is associated with many pathologies including insulin resistance, type 2 diabetes, fatty liver disease, dyslipidemia and cardiovascular diseases. Non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD), characterized by excessive accumulation of fat in the liver, is associated with insulin resistance, atherosclerosis and cardiovascular diseases. In a pathological context, the liver secretes factors called hepatokines, which have the ability to affect the liver itself and peripheral tissues. These factors represent potential biomarkers of liver health and / or potential therapeutic targets of NAFLD and its associated pathologies. Our objective was to identify and characterize new hepatokines expressed and secreted in response to fatty liver in the context of obesity. The work described in this thesis identifies Tsukushi (TSK) as a new hepatokine expressed and secreted mainly by the liver in response to obesity in several mouse models. TSK is associated with the amount of liver triglycerides (TG) regardless of obesity. Endoplasmic reticulum stress and inflammation, conditions strongly associated with NAFLD, regulate TSK. Studies show that TSK has no role in the development and severity of NAFLD. In contrast, studies in mice have shown that the overproduction of TSK reduces plasma cholesterol levels and more particularly high density lipoprotein (HDL), bile acid synthesis and reverse cholesterol transport. In humans, the expression of Tsk is increased in obese individuals with a large amount of hepatic TG and greater inflammation. In addition, TSK is strongly present in the plasma of patients with severe acetaminophen-induced liver failure. We propose a model in which TSK is overproduced in response to NAFLD regardless of obesity, and induces a reduction in reverse cholesterol transport likely to protect the liver. While the initial effect of TSK may be beneficial, sustained action in obesity and NAFLD may contribute to atherosclerosis by limiting the reverse cholesterol transport. All of these results show that TSK could represent a new biomarker of hepatic stress linking NAFLD to atherogenic dyslipidemia and atherosclerosis.

Les nématodes à kyste du genre Globodera sont des vers microscopiques, hétérotrophes qui parasitent les racines des plantes essentiellement de la famille des Solanacées. Ces organismes sont des endoparasites obligatoires qui établissent une relation très étroite avec leur plante hôte. Ils peuvent ainsi se nourrir par le biais d'un site nourricier très élaboré. Celui-ci est mis en place grâce à des protéines sécrétées par le nématode, directement injectées dans les cellules végétales grâce à leur stylet (organe de la partie antérieure assimilable à une aiguille creuse). La fonction des protéines du pouvoir pathogènes identifiées est très souvent inconnue. Nous avons étudié la variabilité des gènes codant ces protéines au sein de la famille des nématodes à kyste ainsi que leur mode évolutif. Les gènes du pouvoir pathogène semblent avoir des tempos d'évolution nettement plus rapide que les gènes de ménage et semblent être soumis à des pressions de sélection diversificatrices.

L'obésité est une maladie chronique complexe qui augmente le risque de complications cardio-métaboliques. Parmi les altérations qui lui sont associées, on retrouve la détérioration du profil lipidique-lipoprotéique, la résistance à l'insuline, le syndrome métabolique et les maladies cardiovasculaires. Au cœur de l'obésité se trouve le tissu adipeux, un organe de stockage et de mobilisation des lipides également doté d'une fonction sécrétoire. L'adiposopathie, caractérisée entre autres par une dysfonction sécrétoire du tissu adipeux, est couramment observée dans l'obésité. Le rapport plasmatique de deux hormones sécrétées par le tissu adipeux , l'adiponectine et la leptine, est souvent utilisé afin d'évaluer la fonction sécrétoire de cet organ. Un rapport faible entre ces deux adipokines, ou adiposopathie sécrétoire, s'ajoute à d'autres marqueurs de dysfonctions du TA, comme l'hypertrophie adipocytaire et l'infiltration macrophagique. Dans cette optique, la contribution du rapport adiponectine/leptine au niveau du profil cardio-métabolique et, plus précisément, l'homéostasie du glucose, a été comparée à celle de l'hypertrophie d'adipocytes sous-cutanés abdominaux et omentaux et de l'infiltration macrophagique, chez des femmes d'âge et d'adiposité variables. Les relations entre le rapport plasmatique adiponectine/leptine et le métabolisme des lipides ainsi que l'expression de gènes impliqués dans ce dernier ainsi que le développement du tissu adipeux ont été examinées au niveau des deux dépôts adipeux, chez ce même groupe de femmes. La combinaison d'un faible rapport adiponectine/leptine et de l'hypertrophie adipocytaire était observée chez les patientes ayant les niveaux les plus élevés de résistance à l'insuline. Par ailleurs, un faible rapport adiponectine/leptine était également associé à une réponse lipolytique plus importante, tant au niveau des adipocytes sous-cutanés abdominaux qu'omentaux. Ainsi, le rapport adiponectine/leptine est un marqueur important des dysfonctions du tissu adipeux et du risque cardio-métabolique associé, chez des femmes d'âge et d'adiposité variable. / Obesity is a complex chronic disease which increases the risk of cardiometabolic complications. Alterations associated with this disease include the deterioration of the lipid-lipoprotein profile, insulin resistance, metabolic syndrome, and cardiovascular disease. At the heart of obesity is the adipose tissue, a lipid storing and mobilizing organ to which is also attributed a secretory function. Adiposopathy characterized by a secretory dysfunction of adipose tissue is commonly observed in obesity. The plasma ratio of two hormones secreted by the adipose tissue, adiponectin/leptin, is often used as a marker of the secretory health of this organ. Beyond a low ratio between these two adipokines, other adipose tissue dysfunctions such as adipocyte hypertrophy and macrophage infiltration exist. In the context of obesity, the relationships between the plasma adiponectin/leptin ratio and the cardiometabolic profile, and more specifically glucose-insulin homeostasis, was compared to that of hypertrophy of subcutaneous abdominal and omental adipose cells and macrophage infiltration in women of variable age and adiposity. In addition, the association between the plasma adiponectin/leptin ratio and gene expression involved in lipid metabolism and adipose tissue development was examined in the two fat depots, in this same group of women. The combination of a low adiponectin/leptin ratio and adipocyte hypertrophy was observed in patients with the highest levels of insulin resistance. Moreover, a low adiponectin/leptin ratio was associated with a greater lipolytic response, both in subcutaneous abdominal and omental adipocytes. Thus, the adiponectin/leptin ratio is an important marker of adipose tissue dysfunctions and its increased cardiometabolic risk in women of varying age and adiposity.

L'aréole humaine concentre un ensemble de caractéristiques qui pourraient intervenir dans la communication chimiosensorielle entre la mère et l'enfant. Dans la présente recherche, cette fonction de l'aréole a été examinée de différentes manières : 1) en décrivant la distribution des glandes aréolaires (GA), et la dynamique de leur activité sécrétoire ; 2) en reliant l'effectif de GA aux réponses néonatales (succion au sein, reprise de poids) et maternelles (dynamique de la lactation) ; 3) en enregistrant les réponses des nouveau-nés lorsqu'on les expose à l'odeur globale de l'aréole de leur mère ; 4) en exposant les nouveau-nés aux sécrétions aréolaires « pures », et en comparant leurs réponses à celles obtenues avec d'autres substrats issus du sein.<br />Les résultats indiquent que les GA agissent comme un facilitateur de l'interaction d'allaitement. Ces glandes sont associées à la régulation des états d'éveil et des réponses appétitives des nouveau-nés et au raccourcissement du délai de lactogénèse, particulièrement chez les mères primipares. Enfin, les sécrétions natives des glandes aréolaires sont particulièrement saillantes pour les nouveau-nés puisqu'elles intensifient leurs réponses oro-céphaliques et respiratoires. Ces résultats concourent à indiquer que les sécrétions aréolaires sont en mesure de jouer un rôle dans la mise en place des processus comportementaux et physiologiques permettant l'établissement de la production et du transfert de lait.

Le système immunitaire est un ensemble de mécanismes impliquant différents types de cellules qui produisent des facteurs solubles (cytokines, chimiokines ou molécules cytotoxiques) qui contribuent à la régulation et aux réponses immunitaires. La caractérisation à l'échelle cellulaire de la production de ces facteurs solubles présente un grand intérêt d'une part sur le plan fondamental pour comprendre les cascades d'événements des régulations cellulaires, et d'autre part dans le suivi de la réponse immunitaire (infections, cancers, auto-immunités, greffes, vaccins, etc.). Cependant, la plupart des techniques actuellement disponibles (ELISpot, cytométrie en flux, microarrays, etc.) ne permettent pas d'étudier plusieurs cytokines en rapport avec le phénotype des cellules sécrétrices et/ou sans marquage et d'analyser les secrétions de cytokines en temps réel par des cellules individuelles. Dans cette étude, une « biopuce à cellules » a été développée pour analyser les secrétions de cytokines par les cellules individuelles (lymphocytes T) in vitro. La biopuce est fonctionnalisée par greffage électrochimique des motifs d'anticorps spécifiques aux protéines membranaires de cellules et/ou d'anticorps spécifiques aux cytokines, tous couplés au pyrrole. Ensuite, un traitement de surface est effectué avec du poly (éthylène glycol) thiol (Thiol-PEG) pour empêcher la fixation non spécifique de cellules sur la surface de la biopuce. Un dispositif microfluidique en polydimethyllsiloxane (PDMS) et maintenu à 37°C a aussi été développé afin d'intégrer toutes les opérations d'analyse et de détection dans un seul système. La biopuce développée dans cette étude permet la capture spécifique et stable de lymphocytes T individuels viables et la détection ultérieure de cytokines sécrétées par chaque cellule individuelle. Dans ce travail, la détection des cytokines sécrétées (IL-2 et IFN-γ) a été effectuée par fluorescence dans un format en sandwich. Cette «biopuce à cellules» est également compatible avec l'imagerie par résonance plasmonique de surface (SPRi), ce qui pourrait permettre de réaliser des analyses en temps réel et la détection sans marquage de plusieurs cytokines sécrétées par des cellules individuelles. Cette technique fournit un outil très prometteur pour l'analyse de marqueurs biologiques et de l'activité de cellules et l'étude des réponses immunitaires. / The immune system is a set of mechanisms involving many different cell types which communicate through downstream signals mediated principally by soluble factors (i.e. cytokines) to protect the host against invading organisms and to control adequate immune responses. The identification and characterization at the cellular level of cytokine production has a huge interest for both fundamental research and clinical studies. However, the majority of techniques currently available (ELISpot, flow cytometry, microarrays, etc.) have several shortcomings including notably the assessment of multiple cytokines in relation to secreting cell phenotypic classification and/or label-free and real-time analysis of cytokine secretions at individual cell level. Hence, in this study, we developed a « cell biochip » to analyze the secretion of cytokines by individual cells (T lymphocytes) activated and cultured in vitro. The biochip is functionalized by electrochemically grafting patterns of pyrrole-conjugated cell membrane-specific and cytokine-specific antibodies and treated with Poly(ethylene glycol)thiol (Thiol-PEG) self-assembled monolayers (SAMs) to stably avoid non-specific binding of cells on the surface. A polydimethyllsiloxane (PDMS)-based microfluidic device maintained at 37°C was also developed in order to integrate all the detection assay operations in a single system. The biochip developed here allows specific and stable capture of viable and bioactive individual T cells and subsequent detection of secreted cytokines in the close vicinity of each individual cell. In this work, the detection of secreted cytokines (IL-2 and IFN-γ) was performed by fluorescence in an immunosandwich assay format. This « cell biochip » is also compatible with surface plasmon resonance imaging (SPRi), which could therefore allow expanding its functionality to enable real-time and label-free detection of multiple cytokines from individual cells. Such technique provides a very promising tool for the analysis of biomarkers and cell activity and the monitoring of immune responses.