Chez le mammifère, la production d'ovocytes s'arrête pendant la vie foetale. À la naissance, les femelles possèdent un nombre fini d'ovocytes. Mais ce dogme a été remis en question en 2004 alors que des chercheurs ont montré que chez la souris adulte, la néo-ovogénèse était possible (Johnson et al, 2004). En 2005, ces chercheurs ont démontré que des cellules souches de la moelle osseuse étaient capables de coloniser l'ovaire afin de former de nouveaux ovocytes (Johnson et al, 2005). Dans cet ouvrage nous montrons que la néo-ovogenèse chez des souris adultes de type SCID et PU.1 knockout ne se produit pas. Cependant la transplantation de moelle osseuse restaure la fertilité des souris SCID traitées en chimiothérapie. De plus, en greffant du cortex ovarien bovin foetal sous la capsule rénale de souris SCID, nous avons montré que la néo-ovogénèse semble ne pas se produire chez le bovin.

Les principales caractéristiques de la maladie d'Alzheimer (MA) sont le dépôt de plaques amyloïdes (Aβ) extracellulaires et les enchevêtrements neurofibrillaires intracellulaires composés de protéines tau. À mesure que la maladie progresse, la mort neuronale et une diminution de la densité synaptique sont observées, parallèlement à une augmentation de la neuroinflammation et du dysfonctionnement immunitaire. Le processus de neuroinflammation est étroitement lié à la présence de plaques Aβ et peut affecter les interactions microgliales avec les structures neuronales tout au long de la progression de la maladie. L'activation substantielle et chronique des microglies déclenchée par la présence d'Aβ est supposée affecter l'homéostasie cérébrale en raison d'une altération des actions physiologiques microgliales, notamment au niveau des synapses. Ici, nous visons à générer de nouvelles connaissances sur l'implication microgliale dans la physiopathologie de la MA en combinant la microscopie optique et électronique pour étudier l'ultrastructure microgliale et les interactions neuronales / synaptiques en relation avec le dépôt de plaques Aβ. Des souris APP-PS1 âgées de 14 mois ont été étudiées en même temps que des témoins appariés selon l'âge. En outre, des sections de la MA humaine post-mortem ont également été examinées dans notre étude. Dans nos expériences, les plaques Aβ ont été visualisées en utilisant du méthoxy-XO4 qui se lie sélectivement et irréversiblement aux feuilles d'Aβ et permet leur détection en microscopie optique. De plus, l'immunocoloration post-mortem de la microglie avec le marqueur de la molécule adaptatrice de fixation du calcium ionisée (IBA1) et un traitement supplémentaire pour la microscopie électronique à transmission ont permis d'étudier la microglie à différentes proximités des plaques. Nos analyses ultrastructurelles ont révélé des différences significatives dans les activités phagocytaires et les caractéristiques morphologiques. Les corps cellulaires microgliaux de l'APP-PS1 avaient une surface et un périmètre significativement supérieurs à ceux des témoins de type sauvage et présentaient des signes de stress et une activité phagocytaire diminuée. Ces signes de stress et de phagocytose altérée ont également été observés dans les prolongements microgliaux des échantillons APP-PS1. De plus, les microglies présentaient divers phénotypes morphologiques et réactions cellulaires physiologiques selon leur proximité des plaques. Les corps des cellules microgliales proches des plaques étaient plus larges en surface et en périmètre que les témoins de type sauvage et les autres régions APPPS1 situées plus loin des plaques. Les microglies proches des plaques étaient plus susceptibles de contenir des dépôts Aβ et moins susceptibles de contenir ou d’encercler des éléments neuronaux. En outre, elles présentaient des signes de stress caractérisés par des corps cellulaires assombris et un réticulum endoplasmique dilaté. Tous ces résultats définissent les changements radicaux qui se produisent au niveau ultrastructural dans le cerveau en réponse à la déposition Aβ / The main hallmarks of Alzheimer’s disease (AD) are the deposition of extracellular amyloid (A)β plaques and intracellular neurofibrillary tangles composed of tau protein. As the disease progresses, neuronal death and decreased synaptic density is observed, concurrent with an increase of neuroinflammation and immune dysfunction. The process of neuroinflammation is tightly linked to the presence of Aβ plaques and may affect microglial interactions with neuronal structures throughout disease progression. Substantial and chronic microglial activation triggered by the presence of Aβ is suspected to affect brain homeostasis due to an alteration of microglial physiological actions, notably at synapses. Here we aim to generate new insights regarding microglial implication in AD pathophysiology by combining light and electron microscopy to study microglial ultrastructure and neuronal/synaptic interactions with relation to Aβ plaque deposition. 14 months old APP-PS1 mice were studied alongside age-matched controls. Also, postmortem human AD sections were examined in our study. In our experiments, Aβ plaques were visualized using Methoxy-XO4 which binds selectively and irreversibly to Aβ sheets and allows their detection under light microscopy. Furthermore, post-mortem immunostaining of microglia with the ionized calcium-binding adapter molecule 1 (IBA1) marker and additional processing for transmission electron microscopy allowed the study of microglia at different proximities to the plaques. Our ultrastructural analyses revealed significant differences in phagocytic activities and morphological features. Microglial cell bodies in APP-PS1 were significantly larger in area and perimeter compared to wild-type controls and displayed signs of stress and decreased phagocytic activity. These signs of stress and impaired phagocytosis were also found in microglial processes in the APP-PS1 samples. Additionally, microglia showed diverse morphological phenotypes and physiological cell reactions dependent on their proximity to plaques. Microglial cell bodies near plaques were larger in area and perimeter compared to wild-type controls and other APP-PS1 regions located farther from plaques. Microglia near plaques were more were more likely to contain Aβ and less likely to contain or encircle neuronal elements. Also, they presented signs of stress characterized by darkened cell bodies and dilated endoplasmic reticulum. All these findings define the drastic changes that are taking place at ultrastructural level in the brain in response to Aβ deposition.

Chez l'humain et la souris, les androgènes retardent la montée de la production de surfactant pulmonaire chez le mâle. L'objectif de ce projet mené chez la souris est de déterminer les moments gestationnels exacts où la production de surfactant augmente chez le mâle et chez la femelle. Pour ce faire, nous avons adapté une technique permettant de quantifier le surfactant pulmonaire à différents moments gestationnels par la mesure des phosphatidylcholines disaturées (DSPC) dans les poumons foetaux. Brièvement, la quantité de DSPC augmente significativement selon l'âge gestationnel chez les deux sexes. Aucune différence sexuelle significative dans la quantité de surfactant n'a pu être détectée. Cela peut être expliqué par une approche de normalisation des résultats non optimale, une puissance statistique insuffisante, une contamination des échantillons par les DSPC membranaires et sanguins ou parce que la différence sexuelle est transitoire et a lieu pendant une courte période précise non étudiée.

L’érythropoïétine (EPO) est une cytokine ayant un rôle important dans l’homéostasie de l’oxygène (O2). Lors d’une hypoxie chronique, l’EPO stimule la maturation des progéniteurs érythroïdes en globules rouges augmentant ainsi le transport de l’O2 aux tissus. Outre cet effet érythropoïétique, l’EPO module la réponse ventilatoire à l’hypoxie (RVH) par une action directe sur la commande centrale respiratoire (CCR) et les chémorécepteurs périphériques. Cet effet a été principalement caractérisé chez des souris mutantes surexprimant l’EPO. Cependant, plusieurs aspects de l’effet de l’EPO sur l’activité du réseau respiratoire demeurent inconnus. Nous avons utilisé des approches électrophysiologiques, pharmacologiques et pléthysmographiques pour caractériser 1) les effets aigus d’EPO exogène sur la chémosensibilité à l’O2 chez la souris au cours du développement post-natal, période où la CCR et les chémorécepteurs périphériques sont en pleine maturation, 2) les effets de traitements aigu et chronique d’EPO et de son dérivé non érythropoïétique, l’EPO carbamylée (C-EPO), sur la réponse ventilatoire induite par des variations des niveaux d’O2 inspirés chez la souris adulte. 3) les effets de l’EPO sur la sensibilité chimique au CO2, le CO2 étant un puissant stimulus de la CCR, chez des souris adultes qui surexpriment l’EPO au niveau central et/ou plasmatique. Nos résultats montrent qu’une application aigüe d’EPO diminue la dépression centrale hypoxique mesurée in vitro chez le nouveau-né. En revanche, elle n’affecte pas la RVH mesurée in vivo au cours du développement postnatal mais diminue la fréquence des apnées survenant en hypoxie sévère à 6% d’O2. Aussi, chez la souris adulte, l’administration chronique d’EPO et de C-EPO augmente la sensibilité des chémorécepteurs périphériques à l’O2 et maintient la ventilation durant la phase tardive de la RVH. Enfin, l’EPO diminue la sensibilité ventilatoire à l’hypercapnie grâce à des effets périphériques et centraux. L’ensemble de nos résultats montrent que l’EPO module la respiration et contribue à l’homéostasie de l’O2 et du CO2 grâce à ses effets plasmatiques et centraux. Elle représente un candidat à fort potentiel thérapeutique pour les pathologies respiratoires où la sensibilité chimique à l’O2 et au CO2 sont altérés telles que l’apnée du nouveau-né ou le mal chronique des montagnes. / Erythropoietin (EPO) is a cytokine that plays a major role in O2 homeostasis. Upon chronic hypoxia, EPO stimulates the maturation of erythroid progenitors into red blood cells, contributing to increased O2 carrying to tissues. Besides this well-known erythropoietic effect, EPO also modulates the respiratory response to hypoxia by interacting with the central respiratory network in the brainstem and the peripheral chemoreceptors. This effect was mainly characterized in adult mutant mice that overexpress EPO. Several aspects regarding EPO’s effect on breathing regulation remain unknown. By using electrophysiological, pharmacological and plethysmographic approaches, we characterized 1) the acute effect of exogenous EPO on the respiratory network during the postnatal period, in which this system undergoes profound changes, 2) the effects of acute and chronic exogenous EPO administration and its non erythropoietic derivative carbamylated EPO (C-EPO) on ventilatory response to varying O2 levels in adult wild type mice (WT), 3) the EPO’s effect on the CO2 sensitivity at central and/or peripheral levels in adult mutant mice which overexpress EPO, the CO2 being a strong stimulus of the central respiratory network. Our results show that acute EPO treatment increases the O2 sensitivity of the central respiratory network in newborn mice in vitro. However, EPO does not impact the hypoxic ventilatory response to hypoxia in vivo, but decreases the apneic events during severe hypoxia in mice at postnatal day 7. In WT adults, chronic but not acute EPO and C-EPO treatment increases the O2 sensitivity by stimulating both the peripheral chemoreceptor and the central respiratory network. Finally, both cerebral and plasmatic EPO blunt the ventilatory response to increased CO2 levels in adult mice. Taken together, these results imply that EPO, by acting on the ventilatory system, plays a key role in the modulation of the chemical sensitivity to O2 and CO2. Thus, EPO may have a potential clinical interest in the treatment of some chronic respiratory diseases where O2 and CO2 homeostasis are altered, such as neonatal apnea or chronic mountain sickness.

Les accidents vasculaires cérébraux (AVC) résultent d’une insuffisance d’apport sanguin au cerveau et constituent la troisième cause de décès mondial. Expérimentalement et cliniquement, un AVC est suivi de réactions inflammatoires aiguës et prolongées et environ un tiers des survivants souffrent de démence post-AVC. Bien que plusieurs mécanismes aient été expliqués comme étant impliqués dans la pathologie de l’AVC, une thérapie efficace visant à minimiser les conséquences post-AVC n’a toujours pas été établie. Dans cette thèse, nous avons exploré la pathologie de la protéine TDP-43 et l’association de la neuroinflammation dans le modèle d’occlusion de l’artère cérébrale moyenne dans le vieillissement (chapitre 2), un modèle d’hypoperfusion cérébrale chronique (HCC): modèle pour la démence vasculaires et les effets thérapeutiques d’IMS-088 dans le modèle d’hypoperfusion cérébrale chronique (chapitre 3). Dans le premier chapitre, nous observons qu’une accumulation cytoplasmique de TDP-43 ubiquitinée dépendante de l’âge peut moduler les réponses inflammatoires post-ischémiques comme l’activation microgliale et de grands infarctus chez les souris âgées post-accidentvasculaire cérébral (AVC). Nous avons également observé qu’une augmentation/surexpression de TDP-43 potentialise les réponses NF-κB et les lésions ischémiques post-AVC. Finalement, nous observons la présence dans le cytoplasme de structures immunoréactives de TDP-43 dans des tissus humains post-mortem-AVC. Dans le chapitre 2, nous montrons que HCC induit une accumulation cytoplasmique en plus de la formation d’agrégats insolubles de phospho-TDP-43 dans les neurones corticaux. La présence de TDP-43 cytoplasmique a également été détectée dans les maladies humaines (démencevasculaire). La dérégulation de TDP-43 a été associée avec une activation microgliale et de la voie NF-κB en plus du développement de déficits moteurs et cognitifs après 2 mois de HCC. Finalement, dans le chapitre 3, nous avons étudié l’efficacité du nouveau médicament IMS-088 (analogue semi-synthétique de withaferin A) qui vise à moduler l’inflammation post-ischémique en ciblant la voie NF-κB chez les souris HCC. Après 2 mois de traitement oral de IMS-088, les souris HCC ont montré une amélioration importante des résultats cognitifs et moteurs en plus d’une restauration de la balance nucléaire et cytoplasmique de TDP-43 ainsi qu’une diminution de l’activation microgliale, de la mort cellulaire et une amélioration de l’autophagie. Selon ces résultats, IMS-088 devrait être considéré comme un candidat potentiel pour des interventions thérapeutiques futures pour HCC et pour d’autres protéinopathies avec TDP-43. / Stroke results from insufficient blood supply to the brain and is the third leading cause of death in the world. Experimentally and clinically, stroke is followed by acute and prolonged inflammatory responses, and about a third of stroke survivors suffer from post-stroke dementia. Although numerous mechanisms have been explained to be involved in stroke pathology, an effective therapy to minimize post stroke consequences is still to be established. In this thesis, we have explored TDP-43 protein pathology and associated neuroinflammation in middle cerebral artery occlusion model (MCAO) in aging (chapter 2) and in chronic cerebral hypo-perfusion model(CCH): model for vascular dementia and therapeutic effects of IMS-088 in the chronic cerebral hypo-perfusion (CCH) model (chapter 3). In the chapter 2, we observed age-dependant cytoplasmic accumulation of ubiquitinated TDP-43 can modulate the post-ischemic inflammatory responses like microglial activation and large infarctionsafter acute stroke. We also observedthat an increase / over expression of TDP-43, potentiates NF-κB response and ischemic injury after stroke. Finally, we observed the presence of cytoplasmic TDP-43 immunoreactive structures in post-mortem-stroke human brain tissues.In the chapter 3, we reported that CCH induces cytoplasmic accumulation and formation of insoluble phospho-TDP-43 aggregates in cortical neurons. Presence of cytoplasmic TDP-43 was also detected in human disease (vasculardementia). Further, mislocalizationof TDP-43 was associated with microglial and NF-κB activation as well as development of cognitive and motor impairments after 2 months of CCH. Finally, in chapter 3 we studied the efficacy of a novel drug IMS-088 (semi-synthetic analog of withaferin A) which is aimed to modulate post ischemic inflammation by targeting NF-κB pathway in the CCH mice. After 2 months of oral IMS-088 treatment, CCH mice showed marked improvement in cognitive and motor outcome along with restoration of nuclear vs cytoplasmic TDP-43 balance and decreased microglial activation, cell death and improved autophagy. Basing on these evidences, IMS-088 should be considered as potential candidate for therapeutic interventions in CCH and other TDP-43 proteinopathies.

Dans le domaine du neurométabolisme, un modèle indique que la leptine excite directement les neurones pro-opiomélanocortine (POMC) dans le noyau arqué de l'hypothalamus (ARC) pour stimuler l'appétit. Cependant, cette notion a été récemment remise en question suivant, entre autres, des évidences que les neurones POMC sont très hétérogènes. De plus, certains neurones POMC existent dans l'aire rétrochiasmatique (RCA) et la réponse des neurones POMC à la leptine chez les femelles reste incertaine. Par conséquent, il est nécessaire de mieux définir les effets de la leptine sur les neurones POMC de l'ARC et du RCA chez les mâles et les femelles. Dans cette thèse, nous avons cherché à étudier les effets de la leptine sur les propriétés électrophysiologiques des neurones POMC dans l'ARC (POMC$^\mathsf{ARC}$) et le RCA (POMC$^\mathsf{RCA}$) de souris mâles et femelles. Nous avons utilisé l'électrophysiologie de type patch-clamp sur cellules entières pour enregistrer l'activité électrique des neurones POMC$^\mathsf{ARC}$ et POMC$^\mathsf{RCA}$ à même des tranches de cerveau de souris POMC-CreERt2::tdTomato qui expriment la protéine fluorescente Tdtomato dans les neurones POMC adultes exclusivement. Nous avons également étudié si le cycle œstral affecte la réponse des neurones POMC à la leptine chez des souris femelles. L'application de leptine a induit des effets excitateurs et inhibiteurs sur des sous-populations de neurones POMC chez les mâles et les femelles. Il est intéressant de noter que la réponse des neurones POMC$^\mathsf{ARC}$ et POMC$^\mathsf{RCA}$ à la leptine était similaire. De plus, bien que la majorité des neurones POMC provenant de souris femelles ne répondaient pas à la leptine, les réponses des neurones POMC à la leptine entre les mâles et les femelles n'étaient pas statistiquement différentes. Il n'y avait aucune différence dans le pourcentage de neurones POMC à travers les différentes étapes du cycle œstral. Nos résultats révèlent une diversité sous-estimée dans la réponse des neurones POMC à la leptine qui semble exister de manière similaire entre les mâles et les femelles. L'analyse des diverses réponses des neurones POMC à la leptine pourrait être essentielle pour comprendre le rôle de cette population hétérogène dans l'intégration des signaux métaboliques pour réguler l'équilibre énergétique et d'autres fonctions dans des conditions physiologiques et pathologiques, tel que l'obésité. / In the field of neurometabolism, a prevalent model states that leptin directly excites pro-opiomelanocortin (POMC) neurons in the arcuate nucleus of the hypothalamus (ARC) to regulate feeding. However, this notion has been recently challenged by evidence that POMC neurons are greatly heterogeneous. In addition, some POMC neurons exist in the retrochiasmatic area (RCA). Furthermore, the response of female POMC neurons to leptin remains unclear. Therefore, there is a need to better define the effects of leptin on hypothalamic POMC neurons of the ARC and RCA in both males and females. In this thesis, we aimed to study the effects of leptin on the electrical properties of POMC neurons in the ARC (POMC$^\mathsf{ARC}$) and the RCA (POMC$^\mathsf{RCA}$) of male and female mice. We used whole-cell patch clamp electrophysiology to record POMC$^\mathsf{ARC}$ and POMC$^\mathsf{RCA}$ neurons from brain slices of POMC-CreERt2::tdTomato mice which express the fluorescent protein Tdtomato in adult POMC neurons exclusively. We also investigated whether the estrous cycle affects the response of POMC neurons to leptin by analyzing vaginal smears. Bath application of leptin induced excitatory and inhibitory effects on a subset of male and female POMC$^\mathsf{ARC}$ and POMC$^\mathsf{RCA}$ neurons. Interestingly, the responsiveness of POMC$^\mathsf{ARC}$ and POMC$^\mathsf{RCA}$ neurons to leptin was similar. Moreover, although the majority of female POMC neurons were nonresponsive to leptin, the responses of POMC neurons to leptin between males and females were not statistically different. Upon inspection, there were no differences in the percentage of female leptin-responsive POMC neurons across the different stages of the estrous cycle. Our results reveal an underappreciated diversity in the response of POMC neurons to leptin which appear to exist similarly in males and females. Analyzing the diverse responses of POMC neurons to leptin could be key for understanding the role of this heterogeneous population in integrating metabolic signals to regulate energy balance and other functions under physiological and pathological conditions, especially, obesity.

Compte tenu de la faible disponibilité de l’oxygène (hypoxie) en haute altitude, l’adaptation à ce milieu constitue un vrai défi pour les espèces adaptées au niveau de la mer. Aussi, le rat et la souris constituent un modèle pertinent pour la compréhension des facteurs qui contribuent à une bonne adaptation en haute altitude. En effet, les rats et les souris de laboratoire élevées à haute altitude durant plusieurs générations possèdent un phénotype différent: les souris présentent une plus importante ventilation, des valeurs d’hématocrite/ hémoglobine diminuées et une hypertension pulmonaire réduite. Ces différences indiquent une mauvaise adaptation des rats qui montrent également une importante mortalité en haute altitude. Néanmoins, les mécanismes impliqués dans cette différence entre ces deux espèces ne sont pas connus. Nous avons donc recherché dans un premier temps si les différences observées entre rats et souris sont également présentent au niveau de la mer, puis dans un second temps si cela avait un lien avec l'expression du senseur moléculaire d'oxygène HIF (Hypoxia Inducible Factor). Nous avons mené une étude au niveau de la mer (Québec, Canada - 98m) pour comparer les réponses ventilatoire et moléculaire entre les rats et les souris. Pour se faire, les animaux sont exposés pendant 6 heures à différents gradients d’oxygène : 21%, 15%, et 12% O2. La ventilation est mesurée par pléthysmographie à corps entier. La consommation d’oxygène (VO2) et la production de CO2 (VCO2) sont évaluées durant la même période d’exposition. Après 6 heures d’exposition, les animaux sont anesthésiés et le tronc cérébral rapidement prélevé pour effectuer une mesure de l’expression de HIF-1α à l’aide de la technique ELISA (Enzyme LinkImmunosorbent Assay). Comparé aux rats, les souris présentent une élévation du débit ventilatoire, une diminution de la VO2 et de la VCO2 et une augmentation de l’équivalant ventilatoire à l’O2 (Ve/VO2) et au CO2 (Ve/VCO2) durant l’exposition à 15 et 12% d’O2. De plus, l’expression de HIF-1α au niveau du tronc cérébral est plus élevée chez les souris en comparaison à celui des rats. En conclusion, la différence de la réponse ventilatoire à l’hypoxie peut être liée à la différence d’expression de HIF-1α au niveau du tronc cérébral. Ces resultantssuggèrent que les souris possèdent une prédisposition génétique permettant une réponse adaptée en milieu hypoxique et pouvant aisément expliquer la facilité que possède cette espèce à survivre et à établir sa colonie en haute altitude. Mot clés : Hypoxie, haute altitude, réponse ventilatoire à l’hypoxie, tronc cérébral, HIF. / Successful adaptation at high altitude is very challenging for sea level natives due to the low level of available oxygen (hypoxia). Rats and mice offer an interesting model to understand the factors that contribute to efficient adaptation to high altitude. Indeed, laboratory rats and mice that have been raised at high altitude for several generations have a different phenotype with mice showing higher ventilation, lower hematocrit/hemoglobin values, and lower pulmonary hypertension. These differences are clearly a failure of adaptation to high altitude in rats, as underlined by data showing high mortality in the colony of high altitude rats. However the underlying mechanisms behind these differences are poorly understood. We sought to address whether these differences are also apparent in mice and rats living at Sea level, and if they are related to different responses of the O2 molecular sensor HIF (Hypoxia Inducible Factor). To test these hypotheses, we chose to perform the study at sea level i.e. at Quebec City, Canada (98m) to compare the ventilatory and molecular responses in male rats and mice. The animals were exposed to different oxygen gradients 21%O2, 15 % O2 and 12% O2 for 6 hours. Ventilation was measured by whole bodyplethysmography, oxygen consumption (VO2) and CO2 production rate (VCO2) were also measured during the exposure. After the 6 hour’s exposure, the animals were anesthetised, and the brainstem quickly dissected, Brainstem HIF-1α expression was measured by Enzyme Link Immunosorbent Assay (ELISA). Compared to rats, mice had higher minute ventilation, lower VO2, VCO2, and higher ventilatory equivalent to oxygen and carbon dioxide, (Ve/VO2, Ve/VCO2) at 15% and 12% O2. In addition, mice also had higher brainstem HIF-1α expression compared to rats. We conclude that the differences in ventilatory responses to hypoxia at sea level might be due to differences in expression of HIF-1α in the brainstem. This suggests that mice have a genetic pre-disposition that ensure adequate response to hypoxia. This trait helps to explain that mice are able to survive and successfully establish natural colonies at high altitude. Key Words: Hypoxia, high altitude, hypoxic ventilatory response, Brainstem, HIF.

Seulement 30% des cas d'infertilité masculine peuvent être diagnostiqués grâce à un spermogramme. Comme l'épididyme joue un rôle important dans la maturation posttesticulaire spermatique, le dysfonctionnement de cet organe peut être à l'origine de cas d'infertilité non expliquée. Ainsi, puisque la communication intercellulaire au niveau du tractus reproducteur mâle est différente lorsqu’il y a un problème de fertilité, nous avons émis l’hypothèse qu’une signature moléculaire précise pourrait aider à mieux comprendre et diagnostiquer une plus large population. Pour ce faire, nous avons utilisé un modèle murin génétiquement modifié ayant une délétion conditionnelle (cKO) pour une enzyme impliquée dans la biogenèse des microARNs (miARNs) au niveau proximal de l’épididyme. Nous avons comparé le profil d’expression des miARNs et des gènes au sein de l’épididyme avec un modèle de souris témoin. Cent cinquante-quatre miARNs ont illustrés une forte diminution d’expression chez la souris génétiquement modifiée, dont miR-210, miR-672, miR-191 and miR-204. Notons également la variation d’expression des protéines AZGP1 (Zn-alpha 2-glycoprotein) et PATE4 (Prostate And Testis Expressed 4 protein) qui ont particulièrement attiré notre attention, car elles sont directement impliquées dans le pouvoir fécondant masculin. Deuxièmement, comme ces molécules se sont avérées être relarguées dans le milieu extracellulaire, nous avons décidé d’investiguer leur mode de sécrétion dans le liquide épididymaire afin d’évaluer leur potentiel en tant que biomarqueurs pour un certain type d’infertilité masculine. En nous référant aux critères de l’Organisation Mondial de la santé (OMS), j’ai créé une biobanque contenant 43 échantillons humains. J’ai pu mettre également en pratique une méthode plus actuelle d’isolement de vésicules membranaire à partir de fluide séminal. Finalement, j’ai validé l’association de 4 molécules (miR-672, miR- 191 and miR-204 et AZGP1) avec les exosomes. Tous ces résultats suggèrent donc qu’il existe un profil moléculaire associé au phénotype de fertilité et que ces nouvelles molécules extracellulaires pourraient aider à représenter des sous-types d’infertilité masculine. / Only 30% cases of male infertility can be diagnosed with a spermogram. As the epididymis plays an important role in spermatic post-testicular maturation, the dysfunction of this organ may be at the origin of unexplained infertility. Thus, since intercellular communication in the male reproductive tract is different when there is a fertility problem, we hypothesized that a precise molecular signature could help to better understand and diagnose a larger population. To do this, we used a genetically modified murine model with a conditional kockout (cKO) for an enzyme involved in the biogenesis of microRNAs (miRNAs) at the proximal level of the epididymis. We compared the epididymal miRNAs and genes expression pattern between a control and cKO mouse model. One hundred and fifty-four miRNAs showed a strong expression decrease in the genetically modified mice, including miR-210, miR-672, miR-191 and miR-204. Note also the variation in expression of the proteins AZGP1 (Zn-alpha 2-glycoprotein) and PATE4 (Prostate And Testis Expressed 4 protein) which have particularly attracted our attention, because they are directly involved in the male fertility. Secondly, since these molecules were found to be released into the extracellular environment, we decided to investigate their secretion pattern in the epididymal fluid in order to evaluate their potential as biomarkers for a certain type of male infertility. Referring to the criteria of the World Health Organization (WHO), I was able to create a biobank containing 43 human samples. I was also able to practice a more current method of isolating membrane vesicles from seminal fluid. Finally, I validated the association of 4 molecules (miR-672, miR-191 and miR-204 and AZGP1) with exosomes. All these results therefore suggest that there is a molecular profile associated with the fertility phenotype and that these new extracellular molecules might help to represent subtypes of male infertility.

De mauvaises habitudes alimentaires contribuent à l'apparition et au maintien du syndrome métabolique (MetS), qui est partiellement dû aux modulations du microbiote intestinal qui relie la détection des nutriments à l'immunorégulation. Le MetS comprend plusieurs facteurs de risque de diabète de type 2 (T2D) et de maladies cardiovasculaires (MCV). Cette thèse a donc pour objectif principal d'évaluer comment certaines interventions alimentaires peuvent influer sur l'immunométabolisme dans une approche cardiométabolique à large spectre. Dans la première étude, notre objectif était d'explorer le rôle individuel des lipides saturées par rapport au sucre raffiné (sucrose) dans la progression des maladies cardiométaboliques en nourrissant des souris pro-athérogèniques soit avec une diète faible en lipides/riche en sucrose (low-fat/high sucrose, LFHS) ou riche en lipides/faible en sucrose (high-fat/low sucrose, HFLS). Nous avons observé que la consommation du régime HFLS augmentait l'obésité, la résistance à l'insuline et la dyslipidémie postprandiale par rapport à la diète LFHS. À l'inverse, en comparaison avec les souris nourries avec la diète HFLS, les souris qui ont consommé la diète riche en sucrose avaient une diversité microbienne intestinale diminuée, une inflammation augmentée et une plus faible capacité d'efflux de cholestérol par les macrophages, conduisant à un niveau élevé de lésions athérosclérotiques et à une hypertrophie ventriculaire chez ces souris. Dans le deuxième chapitre, compte tenu du fait que la consommation de produits laitiers, en particulier de produits laitiers fermentés, modulait positivement le microbiote intestinal, réduisant le risque de T2D et de MCV, nous avons évalué si le remplacement de 50% des protéines non laitières par des protéines provenant de produits fermentés (e.g. lait fermenté et de yogourt) et non fermentés (e.g. produits laitiers) pourraient moduler la composition du microbiote intestinal et influencer les facteurs de risque cardiométaboliques dans les modèles murins d'obésité et de maladies cardiovasculaires induites par la diète. Nous avons constaté que les deux produits laitiers fermentés modulaient la composition du microbiote intestinal, tandis que le yogourt augmentait l'expression des gènes impliqués dans l'immunité et l'intégrité intestinale. Le yogourt a également amélioré la sensibilité à l'insuline par rapport au produit laitier, tandis que le lait fermenté a atténué l'inflammation hépatique. Dans le troisième chapitre, nous nous sommes concentrés sur les complications microvasculaires liées au T2D, telles que la néphropathie diabétique, qui restent la principale cause de maladie rénale terminale (MRT) et de morbidité rénale dans le monde. Les acides gras oméga-3 polyinsaturés à longue chaîne et certains de leurs dérivés ont soulagé les lésions rénales, tout en réduisant l'inflammation et la progression de la protéinurie. Dans le troisième chapitre de cette thèse, des souris LDLr-/- /ApoB¹⁰⁰/¹⁰⁰ (LRKOB100) avec surexpression transgénique du facteur de croissance de l'insuline II (IGFII) dans les cellules β pancréatiques (LRKOB100/IGFII) qui ont reçu une diète riche en lipides et sucrose (HFHS) ont développé la MRT. Nous avons évalué si l'a inclusion de l'huile de poisson (FO) riche en oméga-3 dans la diète pouvait prévenir la MRT et MCV dans ce modèle et si le traitement avec des médiateurs lipidiques pro-résolvants dérivés de l'acide docosahexaénoïque (Docosaexaenoic acid, DHA), i.e. le 17-hydroxy-DHA (17- HDHA) et la Protectin DX (PDX), pourrait atténuer la progression des MRT et des MCV. Le traitement à la FO a diminué les lésions rénales ainsi que l'albuminurie, l'azote uréique sanguin et l'inflammation glomérulaire. La FO a également prévenu la baisse de la fréquence cardiaque et la prolongation du temps diastolique et systolique, maintenant une survie de 100% jusqu'à la fin du protocole. Le traitement 17-HDHA a réduit le processus d'effacement du pied des podocytes, alors que le traitement PDX a atténué la fibrose rénale et l'expansion mésangiale. Seul le PDX a démontré une efficacité pour préserver la fonction cardiaque et le taux de survie des souris. En résumé, nous avons vu que différentes sources et proportions de graisses, de sucres et de protéines influencent la physiologie du corps entier dans une interaction qui peut impliquer le microbiote intestinal. Les modulations métaboliques présentées ici montrent que la composition nutritionnelle plutôt que l'apport calorique total exercent un impact majeur sur la composition du MetS et du microbiote intestinal. De plus, nous démontrons que la qualité d'un nutriment alimentaire est plus pertinente que l'ajout d'un nutriment différent en soi, confirmant l'importance des habitudes alimentaires comme outil de gestion des maladies métaboliques.

L'insuffisance cardiaque à fraction d'éjection préservée (ICFEp) est caractérisée par une dysfonction diastolique du ventricule gauche (VG). L'âge avancé, le sexe féminin et l'hypertension en sont des facteurs de risques importants et ces trois facteurs n'ont jamais été combinés en un modèle préclinique. Les effets sur le coeur de la perte des hormones sexuelles tard au cours de la vie d'une souris n'ont jamais été étudiés avant et nous voulions prendre en considération la ménopause dans notre modèle. Notre premier objectif était l'étude du vieillissement cardiaque chez la souris ainsi que l'étude de l'effet des hormones sexuelles sur celui-ci. Nous avons étudié des souris mâles et femelles aux âges de 3-4 mois,12 mois, et 24 mois. Les souris de 12 mois ont été gonadectomisées (Gx) à 5-7 semaines, et les souris de 24 mois, à 12 mois. Nous avons montré que les mâles présentent une croissance cardiaque plus importante durant la première année de vie et que cette croissance est toujours affectée par la Gx. Chez les femelles, la croissance cardiaque est graduelle au cours des deux années de vie et elle est affectée par la Gx uniquement chez les souris de 24 mois Gx à 12 mois. Notre deuxième objectif était de développer un modèle murin représentant la femme âgée et hypertensive. Notre modèle utilise des souris femelles âgées de 24 mois, Gx à l'âge de 12 mois et traitées à l'angiotensine II (AngII) à l'âge de 23mois pour simuler la ménopause et induire l'hypertension. Le VG des souris Gx a réagi plus fortement à l'AngII que celui des souris non-Gx. Les souris Gx traitées à l'AngII présentaient plusieurs caractéristiques retrouvées chez la femme âgée et hypertensive, dont une hypertrophie cardiaque concentrique, une dysfonction diastolique avec une fraction d'éjection préservée et de la fibrose cardiaque. / Heart failure with preserved ejection fraction (HFpEF) is characterized by left ventricular (LV)diastolic dysfunction. Advanced age, female sex and hypertension are examples of risk factors for HFpEF and these three factors have never been combined in a preclinical model before. The effects on the heart of losing sex hormones late in a mouse's life have not been studied before and we wanted to take menopause into consideration in our model. Our first goal was to study cardiac aging in mice, as well as the effects of sex hormones on cardiac aging. We studied male and female mice at the ages of 3-4 months, 12 months, and 24 months. Twelve-month-old mice were gonadectomized (Gx) at the age of 5-7 weeks, and24-month-old mice were Gx at the age of 12 months. We showed that male mice exhibited greater cardiac growth during the first year of life, and that this growth was always affected by Gx. In female mice, cardiac growth was gradual over the two years of life and was only affected by Gx in 24-month-old mice. Our second goal was to develop a preclinical mouse model representing hypertensive elderly women. Our model uses 24-month-old mice that were Gx at the age of 12 months and treated with angiotensin II (AngII) at the age of 23 months to simulate menopause and induce hypertension. AngII had a greater effect on LVhypertrophy in Gx mice than in non-Gx mice. AngII-treated Gx mice exhibited several characteristics found in hypertensive elderly women, including concentric cardiac hypertrophy, diastolic dysfunction with preserved ejection fraction, and cardiac fibrosis.