Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2012-2013. / L’obésité et le diabète de type 2 (T2D) sont étroitement associés à la résistance à l’insuline, une maladie métabolique qui se développe suite à un défaut causé par une réduction de la signalisation de l’insuline et de sa clairance. Afin de comprendre la pathogenèse de la résistance à l’insuline plusieurs molécules qui régulent les voies de signalisation ainsi que la clairance sous contrôle du récepteur à l’insuline ont été étudiées, incluant la protéine tyrosine phosphatase (PTP) SHP1 et la molécule carcinoembryonic antigen-related cell adhesion molecule 1 (CEACAM1 or CC1) qui est régulée en aval sous le contrôle de SHP1. Les nombreuses isoformes de CC1 contribuent à différentes fonctions cellulaires. Dans le foie, l’isoforme CC1-L, qui est phosphorylée sur tyrosine (Tyr), joue un rôle métabolique essentiel dans la régulation de la clairance de l’insuline et dans la suppression de l’activité de la synthase des acides gras (FAS). Nous avons démontré que des souris invalidées pour CC1 (Cc1-/-) sous un régime standard faible en gras (SD) développent néanmoins une importante stéatose hépatique qui est démontré par une augmentation de triglycérides, de cholestérol total ainsi que de cholestérol estérifié dans le foie. Sous un régime contenant 55% de gras (HFD) ces mêmes souris démontrent une prédisposition au développement de la stéatose et dysfonction hépatique induite par le régime, indiqués par une accumulation de lipides hépatiques et une augmentation d’enzymes marqueurs de dommage hépatique dans la circulation. La stéatose hépatique dans la souris Cc1-/- est liée à une augmentation significative d’importantes enzymes lipogéniques et de la synthèse du cholestérol qui sont régulés suite à une augmentation de l’activité nucléaire des facteurs de transcription Srebp1c et Srebp2. Comparées aux souris contrôle sauvages (WT) les souris CC1-/- ont démontré une réduction de la clairance de l’insuline, une intolérance au glucose, une résistance à l’insuline hépatique et une augmentation d’expression des activateurs transcriptionels hépatiques PGC-1 et FoxO1. L’absence de CC1 a aussi exacerbé l’intolérance au glucose et la résistance à l’insuline hépatique induite par le régime à haute teneur de gras mais la clairance de l’insuline n’était pas diminuée dans les souris Cc1 -/-. Nos donnés indiquent que CC1 est un important régulateur de la lipogénèse hépatique et que les souris CC1-/- sont prédisposées à développer une stéatose hépatique qui mène à une résistance à l’insuline hépatique et des dommages dans le foie qui sont surtout évidentes sous un régime riche en lipides. Une importante Tyr phosphatase de CC1 est SHP1. Précédemment nous avons démontré que SHP1 est un important régulateur de l’homéostasie du glucose et de la clairance de l’insuline par le foie, cependant son rôle dans l’obésité liée au diabète reste méconnu. Nous rapportons ici que l’expression de SHP1 est significativement augmentée dans les tissus métaboliques de souris obèses sous régime HFD. Nous avons généré des souris invalidées pour SHP1 spécifiquement dans les hépatocytes (Ptpn6H-KO) pour investiguer le rôle de SHP1 dans le développement de la résistance à l’insuline et de la stéatose hépatique. Sous régime HFD les souris Ptpn6H-KO deviennent aussi obèses que les souris non invalidées pour SHP1 (Ptpn6f/f). Malgré ceci les souris Ptpn6H-KO démontrent une amélioration de la glycémie à jeun et une protection contre la résistance à l’insuline induite par l’obésité qui est confirmée par la suppression de la synthèse de glucose hépatique ainsi qu’une amélioration de l’activation du récepteur pour l’insuline avec une augmentation concomitante des voies de signalisation Akt. Il est aussi possible que la clairance de l’insuline accrue qu’on observe dans les souris Ptpn6H-KO soit due à une augmentation de la phosphorylation sur tyrosine de CC1. Les souris obèses Ptpn6H-KO montrent une augmentation de stéatose hépatique qui est le résultat de 1) une augmentation de lipogénèse hépatique associée à une augmentation importante de l’activité et de l’expression de SREBP-1 et des enzymes lipogéniques en aval FAS et ACC, 2) une augmentation de la captation postprandiale des acides gras qui est possiblement liée à une augmentation de l’expression du gène et de l’activité nucléaire de PPARγ, 3) une diminution de la sécrétion des triglycérides et de l’apolipoprotéine B sous le forme de lipoprotéines de très basse densité (VLDL). Étonnamment, malgré le niveau élevé de stéatose hépatique, le profil inflammatoire dans le foie des souris Ptpn6H-KO était similaire ou même amélioré comparé aux souris contrôles Ptpn6f/f et ceci était accompagné d’une diminution de dommage hépatocellulaire. Ces résultats démontrent que SHP1 est un nouveau médiateur de la résistance à l’insuline dans les hépatocytes et contribue à la détérioration du métabolisme du glucose induite par l’obésité. Chez la souris Ptpn6H-KO la stéatose hépatique induite par le régime suggère par ailleurs un autre rôle de SHP1 dans la régulation du métabolisme hépatique des lipides. Malgré le fait que CC1 et SHP1 se retrouvent dans le même complexe que Cdk2 et le récepteur de l’insuline, ils jouent des rôles opposés, CC1 étant un régulateur positif et SHP1 un régulateur négatif de la clairance de l’insuline. Ceci est en accord avec la régulation hépatique par le glucose des voies de signalisation de l’insuline pour ces deux molécules car les souris Cc1-/- démontrent une détérioration du métabolisme du glucose et de la signalisation de l’insuline alors que les souris Ptpn6H-KO démontrent une amélioration. Notre observation de stéatose hépatique chez ces deux modèles animaux suggère que CC1 et SHP1 limitent la synthèse et l’entreposage des lipides hépatiques de façon dépendante ou indépendante de la signalisation de l’insuline. Les résultats de ces études utilisant des modèles invalidés pour CC1 ou SHP1 révèlent des mécanismes du contrôle de la synthèse de glucose hépatique et du métabolisme des lipides qui sont très complexes et distincts. En plus ces résultats nous apportent une compréhension importante de la régulation hépatique de l’action et de la clairance de l’insuline. / Obesity and type 2 diabetes mellitus (T2D) are tightly associated with a common link, insulin resistance, a metabolic disorder developed from defective insulin action involving impaired insulin signaling and clearance. To investigate the pathogenesis of insulin resistance, many molecules modulating its signaling pathways as well as insulin receptor-mediated insulin clearance have been studied, including the protein tyrosine phosphatase (PTP) SHP1 and its regulated downstream molecule carcinoembryonic antigen-related cell adhesion molecule 1 (CEACAM1 or CC1). CC1 in multiple isoforms contributes differentially to various cellular functions, the tyrosine (Tyr)-phosphorylated isoform of CC1 (CC1-L) is known to play an essential metabolic role in the hepatic regulation of insulin clearance and insulin-mediated acute inhibition of fatty acid synthase (FAS) activity. We have found that CC1-deficient (Cc1-/-) mice on standard diet (SD) already develop spontaneous hepatic steatosis with significantly elevated accretion of triglyceride (TG), total and esterified cholesterol. When challenged with a 55% kcal high-fat diet (HFD), these mice show greater susceptibility to the development of diet-induced hepatic steatosis and dysfunction, indicated by higher hepatic lipid content and serum levels of hepatic enzymes as markers of liver damage. Hepatic steatosis in the Cc1-/- mice is linked to a significant increase of key lipogenic (FAS, ACC) and cholesterol synthetic (HMGCR) enzymes, which is a result of increased nuclear activity of their positive gene transcription factors Srebp1c and Srebp2. Compared to their wild-type (WT) littermate controls, Cc1-/- mice exhibited impaired insulin clearance, glucose intolerance, liver insulin resistance, and elevated hepatic key gluconeogenic transcriptional activators Pgc1 and FoxO1. Lack of CC1 also exacerbated the HFD-induced glucose intolerance and hepatic insulin resistance, while insulin clearance was not further deteriorated. These data demonstrate that CC1 is a key regulator of hepatic lipogenesis and that Cc1-/- mice are predisposed to liver steatosis, leading to hepatic insulin resistance and liver damage, particularly when chronically exposed to dietary fat. An important Tyr phosphatase of CC1, SHP1, has been found previously by our lab to regulate glucose homeostasis and liver insulin clearance, but its potential implication in obesity-linked insulin resistance and hepatic steatosis has not yet been examined. We hereby report that SHP1 expression is significantly upregulated in metabolic tissues of HFD-fed obese mice. We have also further investigated the role of hepatocyte SHP1 in promoting insulin resistance and hepatic steatosis by generating hepatocyte-specific SHP1 knockout mice (Ptpn6H-KO). Upon HFD feeding, Ptpn6H-KO mice develop obesity as their Ptpn6f/f littermates. With consistently improved fasting glycemia, these mice are protected from obesity-induced liver insulin resistance as revealed by normalized insulin suppression of hepatic glucose production and hepatic insulin signaling with improved activation of insulin receptor and downstream signaling through Akt. More rapid insulin clearance in Ptpn6H-KO mice due to heightened CC1 tyrosine phosphorylation is also a possible contribution to the improved insulin action. Unexpectedly, obese Ptpn6H-KO mice exhibit enhanced hepatic steatosis. In detailed mechanisms, this is a result of 1) augmented hepatic lipogenesis, marked by upregulated activity and expression of SREBP-1 as well as the downstream regulated lipogenic enzymes such as FAS and ACC, 2) increased postprandial fatty acid uptake, possibly linked to the upregulation of PPAR gene expression and nuclear activity, and 3) decreased postprandial TG output in apolipoprotein B (ApoB)-associated lipoprotein particles, i.e. very low density lipoprotein (VLDL). More interestingly, the steatotic livers of these Ptpn6H-KO mice display comparable or even reduced level of inflammation accompanied by significantly less hepatocellular damage than that in their Ptpn6f/f counterparts. These results present hepatocyte SHP1 as a novel mediator of insulin resistance compromising hepatic glucose metabolism in diet-induced obesity. The enhanced diet-induced hepatic steatosis in Ptpn6H-KO mice provides a new role for SHP1 in liver lipid metabolism and further supports the bifurcation of insulin signaling in the regulation of hepatic glucose and lipid homeostasis or also confirms a possible disconnection between hepatic regulation of glucose and lipid metabolism. Although both CC1 and SHP1 are found in the same complex with Cdk2 and insulin receptor to regulate insulin clearance, they play opposing roles as CC1 is the positive regulator and SHP1 being the negative one. This is in accordance with the hepatic glucoregulation of insulin signaling for both molecules, since Cc1-/- mice show impaired glucose metabolism and insulin signaling whereas Ptpn6H-KO mice exhibit improvement. Interestingly, our observation of hepatic steatosis in both animal models, though with different characteristics, suggests that both CC1 and SHP1 limit hepatic lipid synthesis and storage, dependent or independent of insulin signaling. Findings from these studies using animal models lacking CC1 and SHP1 reveal complex and differential regulatory mechanisms of hepatic glucose and lipid metabolism, and they also provide important understanding of the hepatic regulation of insulin action and clearance.

L’obésité est une problématique dont la prévalence s’accroit de façon alarmante. Cet excès de poids est à l’origine de nombreux désordres métaboliques dont le diabète de type 2, les désordres hépatiques, la dyslipidémie et la dysbiose intestinale. Il est reconnu qu’une saine alimentation améliore l’état de santé des personnes souffrant d’obésité. Certains aliments bien spécifiques possèderaient des propriétés particulièrement bénéfiques limitant les répercussions négatives de l’obésité sur le métabolisme. Les petits fruits, dont la canneberge et le bleuet, sont parmi ces derniers. Les polyphénols contenus dans ces fruits sont des composés qui suscitent un grand intérêt. En effet, plusieurs de ces composés organiques dont notamment les proanthocyanidines ont été associés à l’amélioration de la qualité du profil du microbiote intestinal, contribuant à la santé de l’hôte. L’objectif du premier article présenté dans ce mémoire était d’évaluer les propriétés bénéfiques de différentes fractions de bleuets sauvages afin de prévenir les désordres métaboliques associés à l’obésité dans un modèle de souris soumises à une diète obésogène. L’objectif du second article présenté était de démontrer le lien existant entre l’administration d’un extrait de canneberge riche en polyphénols et les effets bénéfiques observés au niveau métabolique dans un contexte d’obésité en utilisant la technique de transfert du microbiote intestinal par adoption croisée. Somme toute, ces projets ont permis d’améliorer notre compréhension des mécanismes qui régissent l’interaction des polyphénols avec le microbiote intestinal dans un contexte d’obésité caractérisé par de multiples désordres métaboliques.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2016-2017. / L’accumulation excessive de gras viscéral est un marqueur majeur des altérations cardiométaboliques associées à l’obésité, telles que les dyslipidémies, la résistance à l’insuline et l’inflammation chronique de faible intensité. À l’inverse, pour un même niveau d’adiposité, l’accumulation préférentielle de tissu sous-cutané semble conférer un effet neutre, voire protecteur. Plusieurs mécanismes peuvent contribuer à l’apparition de l’obésité viscérale et à sa relation avec les facteurs de risque cardiométabolique. L’objectif général de ce mémoire est d’examiner la contribution de l’alimentation et de la morphologie des adipocytes à la physiopathologie de l’obésité viscérale chez l’humain. Pour atteindre cet objectif, nous avons d’abord effectué une revue de la littérature sur la modulation de la distribution des graisses par les composants nutritionnels. Cette étude a révélé que l’effet des nutriments sur la distribution des graisses survenait en grande partie via son effet sur la masse grasse totale. Nous avons ensuite réalisé une analyse critique de la littérature sur l’hypertrophie adipocytaire comme un marqueur de la dysfonction du tissu adipeux. Cette étude a confirmé que la taille adipocytaire des dépôts sous-cutané et viscéral est un excellent prédicteur des altérations du profil lipidique et de l’homéostasie du glucose et de l’insuline, indépendamment des mesures d’adiposité totale. Nous avons également constaté que chaque technique de mesure de la taille adipocytaire générait des résultats variables, et ce, sur tout l’intervalle des valeurs d’indice de masse corporelle. Enfin, dans une étude originale visant à comparer trois techniques de mesure de la taille adipocytaire, nous avons démontré que le choix d’une technique n’influençait pas de manière prononcée les associations entre la taille adipocytaire et les facteurs de risque cardiométabolique ainsi que les associations avec les différentes mesures d’adiposité, régionales ou totales. En conclusion, l’hypertrophie de l’adipocyte viscéral humain est une mesure importante dans l’évaluation du risque associé à l’obésité. / Excess accumulation of visceral fat is a major marker of the cardiometabolic alterations associated with obesity such as dyslipidemia, insulin resistance and chronic low-grade inflammation. Conversely, for the same level of adiposity, preferential accumulation of subcutaneous adipose tissue has a neutral or protective effect. Several factors may contribute to the development of visceral adiposity and its relationship with cardiometabolic risk factors. The general objective of this master thesis is to examine the contribution of diet and the morphology of adipocytes in the pathophysiology of visceral obesity in humans. To achieve this goal, we first conducted a literature analysis on the modulation of fat distribution by nutritional components. This analysis revealed that the effect of nutrients on body fat distribution was mediated in large part by its effect on total fat accumulation. Second, we conducted a critical review of the literature on adipocyte hypertrophy as a marker of adipose tissue dysfunction. This study confirmed that adipocyte size of both subcutaneous and visceral depots is a strong predictor of alterations in the lipid profile and in glucose-insulin homeostasis, independently of adiposity. We also found that each of the measurement techniques for fat cell sizing generated variable results on the entire range of body mass index values. Third, in an original study aimed at comparing three measurement methods for cell sizing, we reported that the choice of technique had little impact on the associations between adipocyte size and cardiometabolic risk factors as well as the various adiposity indices, regional or total. In conclusion, human visceral adipocyte hypertrophy is an important measure to evaluate the risk associated with obesity.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2007-2008. / Les travaux de recherche réalisés dans le cadre de ce projet avaient pour objectif d'étudier le rôle de la lipase endothéliale (LE) dans le métabolisme des lipoprotéines chez l'humain. L'impact de l'obésité et de l'inflammation sur les concentrations de LE a d'abord été étudié. Nous avons rapporté que les concentrations plasmatiques de LE étaient fortement corrélées à l'indice de masse corporelle (IMC) et à l'accumulation de tissu adipeux (TA) viscéral. L'absence d'ARNm de la LE dans les tissus adipeux viscéral et sous-cutané suggère qu'il serait très improbable que l'association entre la LE et l'obésité soit due à une augmentation de production de LE par les tissus adipeux. En revanche, ceci pourrait être le reflet de perturbations métaboliques majeures sous-jascentes, telles que l'inflammation. Nous avons effectivement rapporté que la variance des concentrations plasmatiques de LE étaient expliquée à 26.6% par un score inflammatoire (basé sur les concentrations plasmatiques de CRP, de IL-6 et de sPLA2-IIA), et ce, indépendamment de l'âge, des concentrations d'apoB, et de l'accumulation de TA viscéral. Ceci suggère que la relation entre l'obésité et les niveaux de LE en circulation pourraient en partie être reliée à l'inflammation. Nous avons par la suite observé une augmentation croissante des niveaux plasmatiques de LE chez les femmes préménopausées, les femmes postménopausées et les hommes. Nous avons rapporté que ces concentrations élevées de LE étaient associées à un profil lipidique pro-athérogène i.e. à des concentrations élevées de cholestérol, de triglycérides (TG), d'apoB et de LDL petites et denses ainsi qu'à une réduction de C-HDL. Les résultats d'études cinétiques chez ces sujets ont révélé que l'association entre la LE et un profil lipidique pro-athérogène pourrait s'expliquer par une élimination diminuée d'apoB-VLDL et par une production ralentie d'apoA-I. Finalement, l'étude du variant T111I dans le gène de la LE dans l'Étude des Familles de Québec a montré que ce polymorphisme semblait avoir un effet modeste sur les concentrations plasmatiques de HDL. Toutefois, la découverte d'une interaction gène-diète chez les femmes à l'étude suggère que le variant T111I pourrait conférer une protection contre la réduction des concentrations plasmatiques d'apoA-I et C-HDL3 habituellement causée par une alimentation riche en acides gras polyinsaturés. Ces observations demandent d'être reproduites chez un plus grand nombre de sujets. De plus, l'élévation des concentrations intravasculaires de LE chez les individus obèses ou ayant le syndrome métabolique pourraient être dues à la présence concomitante d'un état pro-inflammatoire. Cet aspect mérite davantage d'attention dans les études futures. / The objective of the present thesis was to investigate the role of endothelial lipase (EL) in human lipoprotein metabolism. First, we studied the impact of obesity and of a pro-inflammatory state on plasma EL concentrations. We reported that plasma EL Ievels were positively correlated with body mass index and visceral adipose tissue (AT) accumulation. The absence of EL mRNA in visceral and subcutaneous AT suggested that it would be unlikely that the association between EL and obesity might be due to an increased production of EL by AT. However, this could reflect major metabolic complications like inflammation. We have, indeed, reported that variance in plasma EL concentrations were explained at 26.6% by an inflammatory score (based on plasma concentrations of CRP, IL-6 and sPLA2- IIA), independently of age, apoB Ievels and visceral AT accumulation. This suggests that the relationship between obesity and plasma EL in circulation might be related, to some extent, to inflammation. We then observed progressively higher plasma EL Ievels among premenopausal women, postmenopausal women and men. We have reported that these higher Ievels in plasma EL were associated with a pro atherogenic lipid profile along with increased Ievels of cholesterol, TG, apoB and small dense LDL and reduced HDL-C. Results from kinetic studies in these subjects revealed that this association between EL and a deleterious lipid profile could be explained by a delayed clearance in VLDL-apoB and a reduced production of apoA-I. Finally, the investigation of the T111I variant in the EL gene in subjects of the Québec Family Study has shown that this SNP has a modest effect on plasma HDL concentrations. However, the apparent interplay between T111I and unsaturated fatty acid consumption suggests that this variant might protect against the réduction in plasma apoA-I and HDL3-C usually caused by a diet rich in polyunsaturated fatty acids. Thèse results need to be reproduced in a larger sample of subjects. The concomitant presence of a pro-inflammatory state in obesity and the metabolic syndrome might be an explanation for the increased plasma EL Ievels, and this issue deserves more attention in future studies.

Les femmes avec un antécédent de diabète gestationnel présentent un risque élevé de développer plusieurs complications au cours de leur vie, dont le diabète de type 2. La prévalence du diabète de grossesse s'accroît et reflète proportionnellement l'augmentation du diabète de type 2 et de l’obésité. Ces travaux suggèrent qu’un score de risque génétique relié au diabète de type 2 est associé au diabète de grossesse ainsi qu’à la progression du prédiabète et du diabète de type 2 chez ces femmes. D'autre part, les altérations métaboliques associées au diabète de type 2 ont été étudiées en fonction du statut pondéral après la grossesse. Même avec un poids normal, les femmes avec un antécédent de diabète de grossesse présentent un risque plus élevé de développer le diabète et présentent les mêmes facteurs de risque clinique que les femmes avec embonpoint et obésité. Cependant, un excès pondéral augmente l’apparition des complications métaboliques. / Women with prior gestational diabetes present higher risk to develop adverse metabolic complications such as type 2 diabetes in the years following delivery. In recent years, the prevalence of gestational diabetes has increased and proportionally reflects the increase in the rates of type 2 diabetes and obesity. Findings from the present study suggest that a genetic score is associated with both gestational diabetes and progression to prediabetes and type 2 diabetes in women with prior gestational diabetes. Secondly, metabolic deteriorations associated with gestational diabetes were investigated on glucose and insulin homeostasis according to weight status after delivery. Even with a normal weight, women with previous gestational diabetes present higher risk to develop type 2 diabetes and present same clinical risk factors compared to overweight and obese women. A further increase in postpartum weight favours the apparition of metabolic deteriorations in women with gestational diabetes.

L'obésité est caractérisée par un état inflammatoire chronique dit " à bas bruit ", se traduisant par l'augmentation des taux plasmatiques de facteurs inflammatoires qui contribuent au développement des complications métaboliques telles que le diabète de type 2 et la résistance à l'insuline.L'inflammation chronique est initiée par l'accumulation séquentielle et finement régulée de cellules immunes dans le tissu adipeux blanc, contribuant à créer un microenvironnement inflammatoire qui altère la physiologie et l'homéostasie du tissu. Une meilleure compréhension : 1) des mécanismes contrôlant les altérations de la composition en cellules immunes du tissu adipeux blanc et 2) du rôle de ces cellules dans la fonction des principaux tissus métaboliques, pourrait, à terme, permettre de proposer de nouvelles voies thérapeutiques d'immuno-intervention dans le traitement des complications métaboliques associées à l'obésité. Durant mon parcours de thèse, j'ai étudié les conséquences métaboliques et immunologiques du traitement de souris obèses par un agent immuno-modulateur : la rapamycine, ainsi que par des probiotiques ayant des propriétés anti-inflammatoires.Partie 1 : Etude des effets de la rapamycine sur la réponse inflammatoire et l'homéostasie énergétique chez la souris obèse.Cette étude représente la partie principale de mon travail de thèse. L'objectif de mon projet de thèse était de définir les conséquences de l'administration prolongée de rapamycine (ou Sirolimus) sur l'inflammation du tissu adipeux blanc et le métabolisme glucidique de souris obèses. La rapamycine est un inhibiteur spécifique de la voie du mechanistic target of rapamycin (mTOR) possédant des propriétés immunosuppressives et antiprolifératives et qui est fréquemment utilisé chez les patients transplantés afin d'éviter le rejet du greffon. Cependant, la rapamycine a été décrite comme possédant un potentiel diabétogène et pro-inflammatoire : en effet, certains patients traités développent un diabète post-transplantation et sont plus susceptibles de présenter des pathologies inflammatoires et ceci, malgré une perte de poids. Les objectifs de notre étude étaient de : 1) Déterminer les conséquences métaboliques (bénéfiques ou délétères) de l'administration de rapamycine et 2) Définir le profil inflammatoire des souris obèses traitées, notamment dans le tissu adipeux blanc.Partie 2 : Etude des effets des probiotiques sur le développement de l'obésité et la résistance à l'insuline chez la souris obèse.Les effets des probiotiques sur le développement de l'obésité et ses complications métaboliques et immunologiques associées sont contradictoires et restent donc à clarifier. Certaines études ont montré des effets obésogènes de certains probiotiques tandis que d'autres travaux décrivent des effets bénéfiques sur l'homéostasie énergétique. Les objectifs de notre étude étaient de : 1) Déterminer les conséquences métaboliques et immunologiques de l'ingestion prolongée de certaines souches (ou combinaison de souches) de probiotiques dans un modèle de souris obèses et 2) Définir les mécanismes cellulaires et moléculaires sous-tendant les effets de probiotiques sur le développement de l'obésité et de l'inflammation associée.

Les microhémorragies cérébrales (MHC) sont caractérisées par une rupture des petits vaisseaux intracérébraux, conduisant à des épanchements sanguins d’un diamètre inférieur à 5 mm chez l’Homme, et considérées sans gravité. Malgré leur dimension microscopique et leur caractère silencieux, elles sont de plus en plus prises en compte par les cliniciens car elles peuvent représenter une fragilité vasculaire et refléter la sévérité d’une pathologie neurovasculaire sous-jacente. Leur toxicité pour le tissu cérébral est souvent spéculée mais n’a jamais été démontrée, laissant planer le doute à propos de leur impact potentiel sur l’apparition ou la précipitation d’un déclin cognitif. De plus, il est difficile de connaitre les effets propres des MHC car elles sont souvent associées à une pathologie dont les caractéristiques viennent influencer les effets observés. C’est dans ce contexte que nous avons développé une nouvelle méthode d’induction de MHC disséminées chez la souris saine. En plus de l’étude de l’impact de ces lésions au niveau histologique et comportemental à court et à long terme, nous avons évalué l’influence de facteurs de risque vasculaires (par un traitement anticoagulant oral) et métaboliques (par le biais d’une alimentation riche en gras) sur leur sévérité. Nos investigations ont permis de montrer que la présence de MHC disséminées dans un contexte sain est responsable de l’apparition progressive d’une altération de la mémoire de reconnaissance visuelle chez la souris. L’ajout d’un traitement anticoagulant oral augmente la sévérité des lésions mais qui restent cependant silencieuses à court terme, hormis pour la warfarine responsable de transformations hémorragiques mortelles. De même, la présence de troubles métaboliques n’a que peu d’impact sur la gravité des poids microhémorragiques observés. Dans les deux cas, la présence de MHC ne provoque pas de précipitation ou d’aggravation du déclin cognitif induit à long terme. Ainsi, les facteurs de risque vasculaires et métaboliques ne semblent pas avoir d’influence directe sur la toxicité induite par les MHC dans un contexte d’altération cognitive non neurodégénérative. / Cerebral microhemorrhages (CMH) are characterized by the rupture of small intracerebral vessels, leading to blood effusions with a diameter of less than 5 mm in Humans, and considered as asymptomatic. Despite their microscopic size and their silent nature, they are increasingly taken into account by clinicians because they can reflect a vascular fragility and the severity of underlying neurovascular diseases. Their toxicity to the brain tissue is often speculated but has never been demonstrated, raising doubt about their potential impact on the onset or on the evolution of cognitive decline. Moreover, it is difficult to know the specific effects of CMH because they are often associated with a pathology whose characteristics influence the results observed. In this context, we have developed a new method of induction of disseminated CMH in healthy mice. In addition to investigate the histological and behavioral impact of these lesions in the short and in the long term, we assessed the influence of vascular risk factors (through oral anticoagulant treatments) and metabolic disorders (through a high fat diet) on their severity. Our investigations demonstrate that the presence of disseminated CMH in a healthy context induce a progressive impairment of visual recognition memory in mice. The addition of an oral anticoagulant treatment increases the severity of the lesions but they remain silent in the short term, except for the warfarin which provokes fatal hemorrhagic transformations. Similarly, the presence of metabolic disorders has little impact on the severity of microhemorrhagic burdens. In any case, the presence of CMH does not precipitate or aggravate the long-term cognitive decline. Thus, vascular and metabolic risk factors do not appear to have a direct influence on CMH-induced toxicity in a context of non-neurodegenerative cognitive impairment.

Les femmes qui ont eu un diabète gestationnel durant la grossesse sont prédisposées à des complications cardiométaboliques telles que le diabète de type 2, le syndrome métabolique ou encore les maladies cardiovasculaires. Certains comportements pourraient limiter le développement de ces complications chez ces femmes en période postpartum, telles que l’adoption de saines habitudes alimentaires, la pratique d’activité physique ainsi que l’allaitement. Des études d’intervention visant la réduction des risques de santé chez les femmes avec antécédent de diabète gestationnel ont été réalisées auparavant, mais la plupart d’entre elles comportaient plusieurs limites et n’étaient pas adaptées à la réalité des mères. L’objectif de ce projet de recherche était donc de déterminer la faisabilité d’une intervention d’un an visant la diminution des complications cardiométaboliques chez les femmes avec antécédent de diabète gestationnel par la promotion des saines habitudes de vie en période postpartum. Les résultats de cette étude ont permis de démontrer que les femmes présentent un intérêt envers un programme de suivi après la grossesse ainsi que d’identifier les aspects méritant davantage d’attention dans l’élaboration d’une intervention chez cette population. En effet, le taux de rétention moyen des participantes dans cette étude était inférieur à 75%, avec 94% des femmes du groupe intervention qui ont complété l’étude et 50% des femmes du groupe contrôle. Le taux de complétion des rencontres était de 100% chez les femmes qui sont restées dans l’étude jusqu’à 12mois postpartum, et ce, dans les deux groupes. De plus, 89% des femmes étaient satisfaites par l’intervention, soit 93% et 80% des femmes des groupes intervention et contrôle, respectivement. Ainsi, les résultats de l’étude soulignent l’importance de poursuivre les recherches auprès de cette population afin de justifier l’implantation de programmes de suivi structurés chez ces femmes en période postpartum dans le futur. / Women who had gestational diabetes during pregnancy are predisposed to cardiometabolic complications such as type 2 diabetes, metabolic syndrome, or even cardiovascular disease. Some behaviors could limit the development of these complications in these women in the postpartum period,such as adopting healthy eating habits, practicing physical activity, and breastfeeding. Intervention studies aimed at reducing health risks in women with a history of gestational diabetes have been carried out previously, but they had several limitations and were not adapted to the reality of mothers. The objective of this research project was therefore to determine the feasibility of a one-year intervention aimed at reducing cardiometabolic complications in women with a history of gestational diabetes by promoting healthy lifestyle habits in the postpartum period. The results of this study made it possibleto demonstrate that women have an interest in a post-pregnancy follow-up program as well as toidentify the aspects that deserve further attention in the design of an intervention in this population. Indeed, the average retention rate of participants in this study was less than 75%, with 94% of the women in the intervention group who completed the study and 50% of the women in the control group. The completion rate of sessions was 100% in women who remained in the study for up to 12 months postpartum in both groups. In addition, 89% of women were satisfied with the intervention, i.e. 93%and 80% of women in the intervention and control groups, respectively. Thus, the results of this study discuss the importance of further research in this population in order to implement postpartum follow-up programs in these women in the future.

Titre de l'écran-titre (visionné le 30 octobre 2023) / L'épilepsie est une condition neurologique caractérisée par la survenue spontanée de crises résultant d'une activité neuronale synchrone et excessive. Récemment, des mutations dans les gènes du complexe GATOR1 (DEPDC5, NPRL2 et NPRL3) ont été impliquées dans les épilepsies focales familiales (EFF). Bien que les mécanismes moléculaires sous-jacents de la maladie ne soient pas encore compris, une hyperactivité de la voie de signalisation mTORC1 constitue une caractéristique bien établie des EFF reliées à GATOR1. Dans la cellule, GATOR1 est un complexe protéique essentiel dans la détection des acides aminés et il agit comme répresseur de la voie de signalisation mTORC1 lorsque les niveaux d'acides aminés intracellulaires sont bas. mTORC1 joue un rôle central dans la régulation de la croissance cellulaire et contrôle plusieurs processus cellulaires incluant la synthèse protéique et l'autophagie. Une dérégulation de la voie mTORC1 est impliquée dans plusieurs maladies, dont l'épilepsie. Malgré l'importance biologique et clinique de GATOR1, les mécanismes régulant son activité demeurent peu connus. Par l'utilisation de lignées de cellules mutantes, ce projet vise donc à identifier de nouveaux mécanismes biochimiques de régulation de GATOR1 afin de contrôler l'activité de mTORC1 et de mieux comprendre les conséquences moléculaires des mutations de GATOR1 contribuant à l'EFF. En déterminant l'impact fonctionnel de variants de NPRL2 reliés à l'EFF, j'ai montré qu'une portion de ces variants ont perdu leur capacité à réprimer mTORC1 dans des conditions nutritionnelles sous-optimales, ce qui supporte l'hyperactivité de mTORC1 comme mécanisme pathogénique sous-jacents de la maladie. Ce projet a également montré que le variant pathogénique L105P de NPRL2 est incapable de s'associer avec NPRL3 and DEPDC5, ce qui semble souligner le rôle crucial du résidu leucine 105 (Leu105) de NPRL2 dans la formation du complexe GATOR1. Par ailleurs, ce projet a montré que l'acétylation se produit sur certains résidus lysine de NPRL2 retrouvés à proximité du site Leu105. L'acétylation sur ces résidus s'est révélée plus abondante sur le mutant L105P que sur la protéine sauvage. Ces résultats proposent donc NPRL2 comme une cible potentielle sujette à la régulation par l'acétylation, laquelle pourrait avoir pour effet d'abolir les interactions protéiques entre les membres de GATOR1. / Epilepsy is a complex neurological disorder characterized by spontaneous seizures due to excessive neuronal activity. Mutations in the GATOR1 genes (DEPDC5, NPRL2 and NPRL3) have recently been linked to familial focal epilepsy (FFE). The molecular mechanisms underlying the disease are currently unknown, yet hyperactive mTORC1 signaling is an established feature of GATOR1-related epilepsies. The GATOR1 complex is an essential amino acids sensor that acts to repress the mTORC1 signaling pathway when intracellular amino acids levels are low. mTORC1 is a master regulator of cell growth that controls multiple cellular processes such as protein synthesis and autophagy. Dysregulation of mTORC1 contributes to many diseases including epilepsy. Despite the clinical and biological importance of GATOR1, little is known about its regulation. Through the use of mutant cell lines, this project aims to investigate novel biochemical regulatory mechanisms of GATOR1 that control mTORC1 activity, and to understand the molecular mechanisms underlying GATOR1-dependent epilepsies. Functional assessments of FFE-related NPRL2 variants in NPRL2-null cells revealed that some variants completely prevent the ability of GATOR1 to repress mTORC1 under starvation conditions. This further supports the dysregulation of mTORC1 as the main pathogenic mechanism underlying the disease. Additionally, I demonstrated that the pathogenic NPRL2 variant L105P is unable to associate with NPRL3 and DEPDC5, suggesting the critical role of NPRL2 Leu105 residue in organizing the assembly of GATOR1 complex. Finally, I showed that NPRL2 is acetylated on conserved lysine residues that are adjacent to the Leu105 site. Acetylation on Lys103 and Lys104 residues was more abundant in the mutant L105P compared to the wild-type NPRL2. These results suggest NPRL2 as a potential novel target of regulation by lysine acetylation, which may act as an impediment to protein interactions within the GATOR1 complex. Future work aimed at determining the functional consequences of lysine acetylation in NPRL2 will be necessary.

L’obésité et ses complications métaboliques dont notamment la stéatose hépatique non alcoolique, sont principalement attribuables à des facteurs environnementaux, parmi lesquels la diète joue un rôle majeur. Il est donc justifié pour les scientifiques de s’intéresser à l’effet des aliments sur cette pathologie, à commencer par les acides gras oméga-3 dont les effets bénéfiques sur la santé métabolique ont été démontrés. La découverte récente du rôle du microbiote intestinal et de ses interactions, non seulement avec les nutriments mais également avec les fonctions métaboliques de l’hôte, ouvre un nouveau champ de recherche. L’étude proposée dans ce mémoire avait pour but de déterminer le lien entre l’obésité, le microbiote intestinal et les acides gras oméga-3. Les résultats démontrent que certains des effets bénéfiques attribués aux acides gras oméga-3 sont dépendants du passage de ces acides gras dans la lumière du tube digestif. La prévention de l’accumulation des triglycérides hépatiques est en effet seulement induite lorsque les acides gras oméga-3 transitent par l’intestin, tandis que leur seule présence au niveau tissulaire est insuffisante pour provoquer ces effets. De même, le passage des acides gras oméga-3 par le tube digestif est associé avec une augmentation de la masse du caecum, ce qui suggère également une implication de la flore intestinale, mais qui demeure toutefois à confirmer par des analyses métagénomiques.