Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Les macrophages représentent une population de cellules immunes très présente dans certaines tumeurs malignes au sein desquelles ils vont jouer un rôle marqué dans la progression tumorale. Les macrophages représentent donc une cible thérapeutique intéressante dans le traitement de ces tumeurs infiltrées. Ce ciblage des macrophages peut être envisagé grâce à des vecteurs comme les systèmes d'encapsulation nanoparticulaires connus pour être facilement phagocytés par les macrophages après une administration locale ou parentérale. L'objectif de ces travaux de thèse a donc été de développer des nanoparticules polymères (NP) capable de cibler les macrophages infiltrés dans la tumeur et de libérer in situ un principe actif encapsulé au sein de ces NP. Les NP pourraient ainsi modifier les fonctions des macrophages ou encore permettre l'utilisation des macrophages comme une réserve d'actif anticancéreux. Après une étude de formulation, des NP à base d'acide poly(D,L)lactique de taille de 200 nm ont été sélectionnées. Ces NP présentent une bonne internalisation par les macrophages in vitro et un ciblage spécifique des macrophages infiltrés dans une tumeur de gliome humain, implantée chez des souris nudes, suite à une injection intratumorale de NP. Le premier actif modèle encapsulé est l'acide tout-trans rétinoïque (RA), molécule immuno-modulatrice pouvant modifier les fonctions macrophagiques. Les NP-RA peuvent encapsuler environ 90% d'actif et présentent un profil de libération prolongée du RA pendant 4 jours combiné à une amélioration de sa stabilité. De plus, ces NP-RA ont montré qu'elles pouvaient engendrer in vitro, une modification de l'expression de certains gènes des macrophages. Le deuxième type d'actif encapsulé lors de ces travaux est la vitamine D3 et ses dérivés (25-OH-vitamine D3 et 1,25-(OH)2-vitamine D3) possédant des propriétés anticancéreuses mais à l'origine de nombreux effets secondaires dus à un manque de spécificité d'action. L'objectif serait alors de mieux cibler les cellules tumorales grâce aux macrophages infiltrant ces tumeurs et d'éviter ainsi les hypercalcémies secondaires dues à l'administration de fortes doses de vitamine D3. Une étude in vitro sur une lignée cellulaire de cancer de sein (MCF-7) a permis de montrer l'avantage des NP pour prolonger et intensifier l'action antiproliférative des dérivés de vitamine D3

Le récepteur de la vitamine D (VDR) est un facteur de transcription activé par la forme active de la vitamine D3. VDR est une cible thérapeutique potentielle pour de multiples pathologies telles que les maladies auto-immunes et neurodégénératives et certains cancers. VDR module l’expression de gènes par le recrutement sélectif de corégulateurs. Les données structurales disponibles à ce jour pour des complexes de récepteur nucléaire-corégulateurs sont très limitées. Cette étude se focalise sur l’architecture du complexe formé par VDR et un grand fragment du coactivateur MED1, une sous-unité du complexe Médiateur qui fait le lien entre les récepteurs nucléaires et la machinerie basale de transcription. Les résultats obtenus nous sont permis de caractériser l'interaction du récepteur avec le coactivateur et de révéler l'architecture globale du complexe. Ce travail fournit une base solide pour la détermination structurale d’autres complexes impliqués dans le contrôle de la transcription. / The vitamin D nuclear receptor (VDR) is a transcription factor activated by the biologically active form of vitamin D3. VDR is a potential candidate to treat neurodegenerative and autoimmune disorders, and cancer. VDR modulates the expression of vitamin D3-regulated genes by selective recruitment of coregulators of transcription which are, in turn, attractive targets in epigenetic-oriented drug discovery. Available structural data for receptor-coregulator complexes are limited; investigation of such complexes is highly important. The present work focuses on the architecture of the complex between VDR and a large part of the coactivator MED1, a subunit of the Mediator complex linking nuclear receptors to the basal transcription machinery. Obtained results revealed important details of the interaction, as well as the overall organization of the complex. This work provides a solid background for the structural investigation of similar complexes involved in the transcriptional control.

Une des causes d’échec les plus importantes dans la prise en charge des cancers est la rechute, reflet de la persistance de cellules souches cancéreuses. Les leucémies aiguës myéloïdes représentent la forme principale de leucémie aiguë chez l’adulte et sont caractérisées par une prolifération excessive de cellules immatures et un défaut d’apoptose. En haut de la hiérarchie clonale, les cellules souches leucémiques (CSL) au travers de leurs capacités fonctionnelles participent à l’initiation et la maintenance de la maladie. Ces cellules sont régulées à la fois de façon extrinsèque au travers du microenvironnement et de façon intrinsèque notamment les facteurs de transcription.Notre équipe travaille sur le récepteur à la vitamine D (VDR) et son ligand la vitamine D (VD) et a mis en évidence une synergie d’action entre chélation martiale et VD afin de lever le blocage de différenciation des LAM avec une toxicité réduite (Callens et al, JEM 2010). Une étude clinique rétrospective a été conduite mettant en évidence qu’un taux de vitamine D élevé chez les patients atteints de LAM avant tout traitement leur confère un meilleur pronostic (Paubelle, Zylbersztejn et al, Plos One 2013) . Nous poursuivons donc ce projet sur l’étude la voie VD/VDR dans la maintenance des cellules souches hématopoïétiques et sa dérégulation dans la LAM. Mon projet doctoral a pour objectif de déterminer l’implication du microenvironnement tumoral (voie des BMP et du VDR) dans le maintien des cellules souches leucémiques de LAM. Notre hypothèse de travail est que le récepteur à la vitamine D en plus de son rôle différenciant connu, aurait un impact sur le maintien des cellules souches hématopoïétiques normales et de LAM et que son mécanisme d’action passerait par la voie des Bone Morphogenetic Protein. Nous avons dans un premier temps démontré l’importance du VDR dans la régulation des CSH et pu tester l’intérêt de l’emploi de son ligand afin de cibler spécifiquement les cellules souches leucémiques dans des modèles pré-cliniques. Enfin nous avons pu confirmer la dérégulation de cette voie dans des cellules primaires de LAM et la régulation de ce récepteur par la voie des Bone Morphogenetic Protein. Ces travaux ouvrent de nouvelles perspectives dans la compréhension dans la biologie des CSH et de leur dérégulation dans la LAM / One of the most important causes of failure in the management of cancer is relapse, due to cancer stem cells persistence. Acute Myeloid Leukemias (AML) are the major form of acute leukemia in adults and are characterized by excessive proliferation of immature cells and apoptosis defect. At the top of the clonal hierarchy, leukemic stem cells (LSC) through their functional abilities participate in the initiation and maintenance of the disease. These cells are regulated both extrinsically mechanisms through the microenvironment and intrinsically by transcription factors.Our team is working on the Vitamin D Receptor (VDR) and its ligand Vitamin D (VD) and has demonstrated a synergistic action between iron chelation and VD in order to lift the differentiation blocking of AML with reduced toxicity (Callens et al, JEM 2010). A retrospective clinical study was conducted showing that a high vitamin D level in patients with AML before any treatment gives them a better prognosis (Paubelle, Zylbersztejn et al, Plos One 2013). We are continuing this project on the study of the VD/VDR pathway in the maintenance of hematopoietic stem cells (HSC) and its deregulation in AML. My project aims to determine the involvement of the tumor microenvironment (BMP and VDR pathway) in the maintenance of AML-LSC. Our working hypothesis is that the vitamin D receptor, in addition to its known differentiating role, would have an impact on the maintenance of normal HSC and AML and that its mechanism of action would be through the Bone Morphogenetic Protein pathway. We first demonstrated the importance of VDR in the regulation of HSCs and tested the interest of the use of its ligand to specifically target LSC in pre-clinical models. Finally we were able to confirm the deregulation of this pathway in primary AML cells and the regulation of this receptor by the Bone Morphogenetic Protein pathway. These works open up new perspectives in the understanding in CSH biology and their deregulation in AML.

Introduction : La majorité des enfants ayant l’anémie falciforme (AF) sont déficients en vitamine D. Cette déficience causerait ou exacerberait possiblement les complications de l’AF telles que les crises de douleur et les complications osseuses. Nous avons récemment publié que près de 70% des enfants suivis à notre clinique d’AF étaient déficients en vitamine D (<50 nmol/L), que ceux-ci avaient de faibles apports alimentaires en vitamine D et prenaient peu de suppléments. Cliniquement, les enfants déficients en vitamine D avaient un moins bon profil hématologique que les enfants suffisants en vitamine D. Ces résultats nous ont amené à proposer une intervention pour résoudre ces problèmes. Objectifs : Primaires : Évaluer la faisabilité, l’acceptabilité et la sécurité d’un bolus oral de 300 000 UI de vitamine D3, chez les enfants ayant l’AF, combiné à une supplémentation quotidienne de 1 000 UI de vitamine D3 pour 3 mois. Secondaires : Évaluer le changement des taux sériques de 25(OH)D après 3 mois ainsi que les impacts cliniques d’une telle supplémentation. Méthode : Des enfants avec AF (5 à 17 ans, tous les génotypes) ont été randomisés à un bolus oral de vitamine D3 (300 000 UI) ou à un placebo. Tous les enfants ont également reçu une prescription pour des comprimés de 1 000 UI vitamine D3 à prendre quotidiennement. La 25(OH)D sérique a été mesurée au début de l’étude et 3 mois post-bolus (efficacité de l’intervention). Les autres paramètres mesurés lors de l’étude étaient le ratio calcium/créatinine urinaire et le calcium sérique (sécurité), la douleur musculosquelettique, la qualité de vie, l’hématologie et les marqueurs osseux (paramètres cliniques exploratoires). Résultats : Trente-huit enfants ont participé à l’étude (âge moyen de 10,1 +/- 3,6 ans; 63% HbSS, 29% HbSC et 8% S/β thal+) : 18 ont reçu le bolus de vitamine D et 20 le placebo. Au début de l’étude, les niveaux moyens de 25(OH)D étaient de 75 +/- 27 nmol/L et 50% des enfants étaient insuffisants en vitamine D (<75 nmol/L). Chez les enfants ayant pris le bolus, les taux de 25(OH)D se sont élevés à 94 nmol/L après 3 mois et le taux d’insuffisance en vitamine D est descendu à 17%, alors que pour le placebo, les taux de 25(OH)D post 3 mois étaient de 74 +/- 19 nmol/L et le taux d’insuffisance en vitamine D était de 45% (p=0,001). Aucun épisode d’hypercalcémie, d’hypercalciurie ou d’hypervitaminose D (>250 nmol/L) n’a eu lieu durant l’étude, mais les enfants du groupe bolus ont expérimenté plus de symptômes gastro-intestinaux dans le premier mois suivant l’ingestion du bolus, comparativement au groupe placebo. Le décompte de réticulocytes était plus faible à la fin de l’étude pour les enfants du groupe bolus. Aucun autre effet clinique de l’intervention n’a été observé. Conclusion : L’utilisation d’un bolus de vitamine D à haute dose combiné à une supplémentation quotidienne en vitamine D chez des enfants ayant l’AF était plus efficace à élever les taux de 25(OH)D à des taux supérieurs à 75 nmol/L que la supplémentation quotidienne seule. Des études multicentriques à plus grande échelle et de plus longue durée sont nécessaires afin d’évaluer les effets cliniques d’une telle supplémentation. / Background: Most children with sickle cell disease (SCD) are vitamin D deficient. This deficiency could possibly cause or exacerbate SCD complications such as pain crisis and bone complications. We previously showed that nearly 70% of children followed in our SCD Clinic were vitamin D deficient (<50 nmol/L) with low vitamin intake and poor use of supplements. Clinically, worse hematological profile was seen in vitamin D-deficient children compared to vitamin D-sufficient children. This study was designed to overcome these issues. Objectives: Primary objectives were to assess feasibility, acceptability, and safety of a single oral bolus of 300,000 IU of vitamin D3 combined to daily 1,000 IU vitamin D3 for 3 months in children with SCD. Secondary objectives were to asses the mean change in serum 25(OH)D from baseline to 3 months post-bolus and its clinical impact. Procedure: A randomized controlled trial was carried out in children with SCD (5-17 years, all genotypes). Children were randomized to a single bolus of vitamin D3 (300,000 IU) or placebo and also received prescription for daily 1,000 IU vitamin D3. Serum 25OHD (efficacity outcome) was measured at baseline and 3 months post-bolus. Other outcomes measured were urinary calcium/creatinine ratio and serum calcium (safety), musculoskeletal pain, quality of life as well as hematology and bone markers (exploratory outcomes). Results: Thirty-eight children were randomized to received the vitamin D bolus (n=18) or the placebo (n=20) (mean age 10.1 +/- 3.6 years; 63% HbSS, 29% HbSC and 8% S/β thal+). At baseline, 50% of the children were vitamin D insufficient (<75 nmol/L) and mean serum 25(OH)D levels were 75 +/- 27 nmol/L. In the vitamin D bolus group, insufficiency dropped to 17% post 3 months and mean 25(OH)D levels raised to 94 nmol/L. In children who took the placebo, rates of vitamin D insufficiency were 45% and mean 25(OH)D levels were 74 +/-19 nmol/L post 3 months (p=0.001). The vitamin D bolus caused no hypercalcemia, hypercalciuria nor hypervitaminosis D (>250 nmol/L). However compared to the placebo group, more children in the bolus group experienced gastro-intestinal symptoms within the first month following the vitamin D bolus. As for the hematology parameters, only a slight difference in reticulocytes counts was observed with lower reticulocytes count the end of the study in children from the bolus group. No other clinical effects of the intervention were observed. Conclusions: High-dose vitamin D bolus combined to daily supplementation in children with SCD is more efficient than daily supplementation alone to raise 25(OH)D levels ≥75 nmol/L. Large-scale multicenter studies of longer duration are needed to assess whether this intervention can improve clinical outcomes of children with SCD.

Objectifs : Étudier l’association entre la concentration sérique prédite de 25-hydroxyvitamine D (25(OH)D) et la récidive du cancer de l’ovaire. Comme objectif secondaire, nous avons examiné cette association selon les strates d’IMC et avons examiné l’association entre les 3 sources principales de vitamine D et la récidive du cancer de l’ovaire. Contexte : Le cancer de l'ovaire est le cancer gynécologique le plus létal au Canada. Compte tenu de son mauvais pronostic et des faibles connaissances sur les facteurs modifiables influençant sa survie, il est nécessaire d’identifier et d’étudier ces facteurs. La vitamine D semble améliorer la survie au cancer du sein et du colon, mais son association avec la survie au cancer de l’ovaire demeure incertaine. Pour ces raisons, nous avons examiné l’association entre la concentration sérique prédite de 25-hydroxivitamine D et la récidive du cancer de l’ovaire. Méthodologies : 99 femmes âgées de 37 à 75 ans ayant reçu un diagnostic de cancer épithélial de l'ovaire de haut grade, ayant été traité, et ayant participé à l'étude sur les Habitudes de vie et le PRonostic du cancer de l'Ovaire au Québec (HPROQ) ont été incluses dans cette étude. Un modèle de prédiction a été utilisé pour estimer la concentration sérique en 25(OH)D des femmes. Le modèle de prédiction utilise des données relatives au mode de vie, aux données sociodémographiques, aux habitudes alimentaires et aux attributs personnels ayant été recueillies par 2 questionnaires distincts à la baseline (6 mois après la fin des traitements). Les données cliniques ont été obtenues à partir des rapports de pathologie et des rapports médicaux. Nous avons utilisé le modèle à risque proportionnel de Cox pour estimer les rapports de risque instantanés (HR) et les intervalles de confiance à 95% (CI). Résultats : À la fin du suivi, 48 % des femmes avaient subi une récidive. Pour l’association entre la concentration sérique prédite de 25(OH)D, nous avons observé un HR ajusté de 0.91 par incrément de 20 nmol/L de concentration sérique prédite de 25(OH)D (IC à 95% : 0,62, 1,34). Cependant, en stratifiant pour l’IMC, nous avons observé une réduction du risque de récidive de 50% par incrément de 20 nmol/L de concentration sérique prédite de 25(OH)D pour les femmes ayant un IMC < 25 kg/m2 (HR entièrement ajusté : 0.50 ; 95% CI : 0.28, 0.90), alors qu’aucune association significative n’a été trouvée parmi celles ayant un IMC ≥ 25 kg/m2 (HR entièrement ajusté : 1.25 ; 95% CI : 0.70, 2.29). Les associations pour les 3 sources de vitamine D étaient près de la valeur nulle. Conclusion : Overall, our results suggest an inverse association between predicted 25(OH)D serum concentration and ovarian cancer recurrence in women with a BMI < 25 kg/m2. / Objectives : To investigate the association between predicted 25-hydroxivitamin D (25(OH)D) serum concentration and ovarian cancer recurrence. As a secondary objective, we examined this association by BMI strata and investigated the association between the 3 major sources of vitamin D and ovarian cancer recurrence. Background : Ovarian cancer is the most lethal gynecological cancer in Canada. Given its poor prognosis and the limited knowledge about modifiable factors influencing survival, it is necessary to identify and study these factors. Vitamin D appears to improve breast and colon cancer survival, but its association with ovarian cancer survival remains uncertain. For these reasons, we examined the association between predicted 25-hydroxivitamin D serum concentration and ovarian cancer recurrence. Design and methods : 99 women diagnosed with high grade epithelial ovarian cancer aged between 37-75, who were previously enrolled in the lifestyle Habits and the PRognosis of Ovarian Cancer in Quebec Study (HPROQ), were included in this study. A prediction model was used to estimate women’s 25(OH)D serum concentration. The prediction model uses lifestyle, sociodemographic, eating habits and personal attributes data that were collected through 2 different questionnaires at baseline (6 months after the end of treatments). Clinical data were obtained from medical and pathological reports. We used Cox proportional hazards regression to estimate adjusted hazard ratios (HRs) and 95% confidence intervals (CIs). Results : At the end of follow-up, 48% of women had had a recurrence. For the association between predicted serum 25(OH)D concentration, we observed an adjusted HR of 0.91 per 20 nmol/L increment of predicted 25(OH)D serum concentration (95% CI: 0.62, 1.34). However, when stratified for BMI, we observed a 50% reduction in recurrence risk per 20 nmol/L increment in predicted serum 25(OH)D concentration for women with BMI < 25 kg/m2 (fully adjusted HR: 0.50; 95% CI: 0.28, 0.90), while no significant association was found among those with BMI ≥ 25 kg/m2 (fully adjusted HR: 1.25; 95% CI: 0.70, 2.29). Associations for all 3 sources of vitamin D were close to the null value. Conclusion : Overall, our results suggest a small inverse association between predicted 25(OH)D serum concentration and ovarian cancer recurrence, with the strongest association seen in women with a BMI < 25 kg/m2.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

L'allergie au lait de vache (ALV) représente l'allergie alimentaire la plus fréquemment rencontrée durant l'enfance. Cette allergie a longtemps été reconnue comme transitoire mais des données récentes révèlent que celle-ci est persistante chez environ 15% des enfants qui en sont touchés durant l'enfance, posant ainsi un risque à leur santé. La présente étude examine 26 enfants avec ALV et 12 enfants contrôles recrutés au CHU Sainte-Justine durant l’hiver 2011-2012. L'objectif étant de comparer la densité minérale osseuse (DMO) et les niveaux sériques de 25(OH)D d'enfants prépubères avec ALV non résolue à un groupe contrôle d'enfants avec autres allergies alimentaires, en plus d'évaluer les apports en calcium et en vitamine D ainsi que l'adhérence à la supplémentation chez cette population. La DMO lombaire (L2-L4) ne diffère pas significativement entre les groupes. Cependant, une faible densité osseuse, caractérisée par un score-Z entre -1,0 et -2,0 pour l'âge et le sexe, est détectée chez plus de 30% des enfants avec ALV et plus de 16% du groupe contrôle, sans allergie au lait. Tel qu'attendu, les apports en calcium sont significativement moins élevés chez les enfants avec ALV comparé au groupe contrôle, avec près de 90% de tous nos participants ne rencontrant pas les besoins pour l’âge en vitamine D. Plus de la moitié des enfants avec ALV présentent une concentration de 25(OH)D inférieure à 75 nmol/L. Cependant, notre étude n'a décelé aucune différence entre les niveaux sériques de 25(OH)D des enfants avec ALV comparativement au groupe contrôle. Enfin, l'adhérence à la supplémentation est jugée adéquate chez plus de 75% de notre groupe d'enfants avec ALV, soit ≧ 4 journées par semaine, un facteur aussi associé à une meilleure atteinte de leurs apports nutritionnels en calcium et en vitamine D. Enfin, ces résultats soulignent l'importance de suivre la santé osseuse d'enfants avec ALV ainsi qu'avec allergies multiples, qui présentent un risque de faible densité osseuse. L'intervention nutritionnelle devrait suivre l'adhérence à la supplémentation chez les enfants avec ALV non résolue, afin d'optimiser les apports nutritionnels insuffisants en calcium et en vitamine D / Cow's milk allergy (CMA) is the most frequent food allergy seen during childhood. Though usually recognized as transient, recent data suggest that the evolution of CMA has changed over time, having become more persistent and therefore, more capable of jeopardizing child growth and development. The following study included 26 children with proven CMA and 12 controls, recruited at Sainte-Justine hospital, during the winter of 2011-2012. The aim of this study was to compare bone density and vitamin D status (25(OH)D) in prepubertal children with CMA to a control group of children without milk allergy and to document calcium and vitamin D intake as well as the adherence to supplementation in this population. Bone mineral density did not differ significantly between groups. However, low bone mass, as defined by a z score between -1,0 and -2,0 for gender and age, was detected in over 30% of cow's milk allergic children and in over 16% of allergic controls. Calcium intake was significantly lower in children with CMA. Overall, nearly 90% of our study population failed to meet daily recommended intakes for vitamin D, with over 50% of cow's milk allergic children presenting vitamin D status below 75 nmol/L. No difference was detected regarding vitamin D status between groups. Finally, the majority of children with CMA presented a good adherence to calcium and vitamin D supplementation, ≧ 4 days per week, a factor that was associated with a better overall dietary intake of these nutrients. It is therefore important to follow bone health of children with CMA as well as with multiple food allergies, as they present a risk for low bone mass during a period of skeletal growth. Nutrition interventions should monitor supplement adherence in children with CMA to optimize dietary intake of calcium and vitamin D, which are presently insufficient.

Les patients atteints de maladies inflammatoires de l'intestin (MII) ont un risque accru de développer un cancer colorectal dû aux lésions épithéliales secondaires à l’inflammation chronique. La vitamine D (vD) régule NOD2, gène impliqué dans la réponse inflammatoire et dans la susceptibilité aux MII, et induit son expression dans les monocytes et dans l’épithélium intestinal. Dans ce projet, nous avons d’abord induit le cancer colorectal associé à la colite ulcéreuse (CAC) en administrant un traitement combiné d’azoxyméthane (AOM) et de dextran de sulfate de sodium (DSS) aux souris C57BL/6J. Par la suite, nous avons étudié l'effet d’une carence en vD3 sur le développement du CAC et évalué la capacité préventive d’une supplémentation en vD3 sur la tumorigenèse, et vérifié si cet effet est médié par NOD2, en utilisant les souris Nod2-/-. Les C57BL/6J et les Nod2-/-, ayant reçu une diète déficiente en vD3, étaient moins résistantes au CAC par rapport aux souris supplémentées. Le pourcentage de perte de poids, l’indice d’activation de la maladie (DAI), le taux de mortalité et le poids relatif du côlon (mg/cm) chez les souris déficientes en vD3 étaient plus élevés en comparaison avec celles supplémentées en vD3. Une augmentation du score d'inflammation et de la multiplicité tumorale corrélait avec une expression accentuée de l’Il6 dans les colonocytes des souris déficientes en vD3. La vD3 régulait l’expression génétique de Cyp24, Vdr et de gènes pro-inflammatoires chez les C57BL/6, comme chez les Nod2-/-. En conclusion, la supplémentation en vD3 peut prévenir le développement du CAC indépendamment de NOD2. / Patients with inflammatory bowel disease (IBD) have an increased risk of developing colorectal cancer due to continuing epithelial cell injury from the chronic inflammatory process. Vitamin D (vD) regulates NOD2, a gene involved in the inflammatory response and in IBD susceptibility, and induces its expression in monocytes and intestinal epithelial cells. In this project, we first established an azoxymethane (AOM)/dextran sodium sulfate (DSS) murine model of colitis-associated colorectal cancer (CAC) using C57Bl/6J. We then investigated the effect of vD3 deficiency on CAC development, and evaluated the ability of vD3 supplementation to prevent tumorigenesis. Lastly, we assessed whether the preventive benefits of vD3 on colon carcinogenesis are mediated via NOD2 using Nod2 knockout mice (Nod2-/-). vD3 deficient C57Bl/6J and Nod2-/- mice displayed increased severity of AOM/DSS-induced CAC compared to mice given vD3 supplemented diets. In vD3 deficient mice, body weight loss, Disease Activity Index (DAI), mortality rate and the colon weight/length ratio were higher compared to vD3-supplemented mice. An increased inflammation score was observed in the mucosa of vD3 deficient mice along with augmentation in the expression level of IL-6. Higher tumour multiplicity was also observed in vD3 deficient groups compared to vD3-supplemented groups. In both C57Bl/6J and Nod2-/- mice, vD3 regulated Cyp24, Vdr and pro-inflammatory genes. In conclusion, vD3 supplementation can prevent CAC independently of NOD2.

La sarcopénie est définie comme la diminution de la masse et de la force musculaires squelettiques au cours du vieillissement.Dans ce contexte, l’objectif principal de cette thèse était d’évaluer l’action régulatrice de la vitamine D sur le dialogue entre cellules immunitaires et musculaires et son implication dans les capacités de régénération du muscle âgé.Dans un premier temps, nous avons étudié in vitro la différenciation des cellules musculaires de la lignée L6 co-cultivée ou non avec des cellules immunitaires (PBMC : cellules mononuclées du sang périphérique), et en présence ou non de LPS. Ce modèle a permis d’établir que les PBMC stimulaient bien la différenciation musculaire. La réponse pro-inflammatoire induite par le LPS inhibait l’expression des marqueurs de différenciation. Même en présence de LPS, la stimulation de l’expression ce des marqueurs dans les L6 co-cultivées était conservée. De plus, l’environnement pro-inflammatoire induit par le LPS dans les co-cultures inhibait l’expression musculaire des marqueurs de la voie de la régénération, comme Notch. Nous avons ensuite utilisé le même système de co-cultures afin de déterminer si la vitamine D, ici la 25(OH)D, pouvait moduler les sécrétions cytokiniques des PBMC et ainsi modifier l’expression des marqueurs de différenciation musculaires. Le traitement des co-cultures à la 25(OH)D n’a modifié ni le profil de sécrétion cytokinique des PBMC, ni l’expression des marqueurs de différenciation des L6.Dans un deuxième temps, nous avons étudié à l’aide d’un modèle de rats âgés déplétés en vitamine D les mécanismes pouvant contribuer à l’atrophie musculaire observée. Nous avons mis en évidence que l’activité de la voie de signalisation Notch, voie clé du processus de régénération, ainsi que la prolifération musculaire étaient diminuées chez ces rats, et ceci même en absence de lésion. Nous avons ensuite évalué l’effet du statut en vitamine D sur un processus aigu de régénération au cours de vieillissement chez le rat. L’analyse de cette expérimentation, actuellement en cours, a déjà permis de mettre en évidence qu’au cours du vieillissement, la prolifération musculaire suite à une lésion est diminuée, d’autant plus si le rat âgé est carencé en vitamine D. Le même résultat a été retrouvé pour l’expression d’une cible de la voie Notch (Hes1). En outre, l’expression des marqueurs de différenciation semblaient être altérée chez les animaux âgés résultant probablement en un retard et/ou une inefficacité du processus de différenciation, en particulier chez les rats âgés déplétés en vitamine D. En revanche, la supplémentation en vitamine D ne semblait pas avoir d’effet sur la régénération musculaire du rat âgé.En conclusion, in vitro, la 25(OH)D ne modifiait pas l’expression des marqueurs de différenciation des cellules musculaires co-cultivées avec des cellules immunitaires. En revanche in vivo, la déplétion en vitamine D semblerait aggraver l’effet de l’âge sur la régénération musculaire.La diminution de la capacité de régénération musculaire est un facteur contribuant au développement de la sarcopénie. Ce travail a permis de montrer que le maintien d’un statut optimal en vitamine D serait nécessaire à la conservation des capacités de régénération musculaire. Il semble donc important de maintenir des statuts optimaux en vitamine D afin de limiter l’atrophie musculaire au cours du vieillissement. / One of the most striking effects of ageing is an involuntary loss of skeletal muscle mass known as sarcopenia. The development of sarcopenia appears to be multifactorial and includes anabolic resistance to dietary amino acids and sedentary lifestyle. The diminished ability of aged muscle to self-repair is also a key factor of sarcopenia. During the regeneration process, immune and muscle cells work in a cross-talk leading to an optimal muscle cell proliferation and differentiation. However, with aging, the immune response is impaired, possibly contributing to the reduction in the capacity of regeneration.Muscle and immune cells are both targets of vitamin D action. This vitamin modulates muscle cell proliferation and differentiation and stimulates the anti-inflammatory response of immune cells. With age, vitamin D insufficiencies or deficiencies develop.In this context, the main objective of this thesis was to evaluate the regulatory action of vitamin D on the cross-talk between immune and muscle cells and its implication in the ability of skeletl muscle to regenerate during aging.Initially, we studied in vitro the differentiation of L6 muscle cells co-cultured with or without immune cells (PBMC: peripheral blood mononuclear cells), and in with or without of LPS. From this model, PBMC stimulated muscle cell differentiation. The pro-inflammatory response induced by LPS inhibited the expression of muscle differentiation markers in muscle cells. Of note, these markers were stimulated even in presence of LPS. In addition, the LPS-associated pro-inflammatory environment inhibited the Notch signaling pathway, the key pathway of muscle regeneration process, in L6 cells co-cultured with PBMC. We then used the same system of co-cultures to determine whether vitamin D, in its 25 (OH)D form, could modulate PBMC cytokine secretion and thereby could alter the expression of markers of muscle differentiation. Unfortunately, the treatment of co-culture with 25 (OH) D has changed neither the profile of PBMC cytokine secretion nor the expression of differentiation markers in L6 cells.Secondly, we investigated in a model of old rats the mechanisms that contribute to muscle atrophy following vitamin D depletion. We have demonstrated that the activity of the Notch signaling pathway, as well as muscle proliferation were reduced in old vitamin D-depleted rats, even in the absence of lesions. Then we evaluated the effect of the vitamin D status on an acute muscle regeneration process, i.e. muscle infusion of notexin in old rats. This ongoing experiment has already highlighted that during aging, muscle proliferation is reduced after injury, especially if age is associated with a vitamin D deficiency. In addition, during aging, the expression of differentiation markers was altered resulting in delayed and/or incomplete differentiation process, in particular in vitamin D-depleted old rats. However, vitamin D supplementation seemed to have no beneficial or deleterious effects on muscle regeneration in aged rats.In conclusion, in vitro 25 (OH) D was unable to modulate the differentiation of muscle cells co-cultured with immune cells. However, in vivo, vitamin D depletion appeared to worse the effect of ageing on muscle regeneration.The diminished ability of aged muscle to self-repair is a factor of sarcopenia. Our work has demonstrated the importance of maintening optimal vitamin D status to preserve muscle regeneration capacity and thus to limit muscle atrophy during aging.