Le psoriasis est une dermatose chronique et inflammatoire à forte médiation immunitaire causant une importante perturbation du fonctionnement des cellules épithéliales de la peau. En particulier, les lymphocytes T jouent un rôle crucial dans la pathogenèse, en sécrétant diverses cytokines et chimiokines favorisant l'inflammation. Les acides gras polyinsaturés (AGPI) de types oméga-3 (n-3) et oméga-6 (n-6) sont essentiels au développement optimal d'une fonction barrière cutanée efficace. D'ailleurs, le métabolisme de ces AGPI s'avère être fortement débalancé dans le psoriasis, avec une prépondérance des métabolites inflammatoires dérivés des AGPI n-6. Malgré le fait que différentes études semblent démontrer des effets favorables des AGPI n-3 pour contrer certains symptômes de la maladie, les mécanismes d'action précis de ces molécules dans le psoriasis ne sont toujours pas convenablement détaillés. Il s'avère donc essentiel de mettre en lumière les réels impacts des AGPI n-3 dans le psoriasis afin d'augmenter la crédibilité de ce traitement et la potentielle découverte de cibles thérapeutiques intéressantes. Ainsi, dans cette thèse, plusieurs objectifs spécifiques ont été établis. Le premier objectif visait à évaluer le potentiel anti-psoriasique de l'acide docosahexaénoïque (DHA) dans notre modèle de substituts psoriasiques produit à partir de fibroblastes et de kératinocytes pathologiques. Les résultats de cette étude ont démontré que l'ajout de cet acide gras (AG) à longues chaînes menait à une diminution considérable de l'acanthose épidermique, caractéristique cruciale de la maladie. Cependant, l'absence de la composante immunitaire ne permettait pas de dépeindre totalement l'incidence complète des AGPI n-3 sur les altérations inflammatoires du psoriasis. Le second objectif de cette thèse a donc permis de mettre en évidence l'impact favorable de l'acide alpha-linolénique (ALA) sur les dérégulations psoriasiques qui sont médiées par les lymphocytes T. Les résultats issus de cette étude ont montré que l'ALA ralentissait l'infiltration des lymphocytes T dans les substituts psoriasiques ainsi que leur sécrétion de cytokines inflammatoires. Par ailleurs, les études des objectifs 1 et 2 ont dévoilé qu'autant la supplémentation des conditions de culture en DHA, que celle en ALA, convertissaient fortement ces AG respectifs en acide eicosapentaénoïque (EPA) dans les phospholipides épidermiques des substituts psoriasiques. Le troisième objectif de cette thèse visait donc à évaluer de manière plus approfondie les effets de l'EPA sur la polarisation des lymphocytes T dans un modèle de substituts psoriasiques immunocompétent. Cette étude a mis de l'avant la capacité de l'EPA à balancer la polarisation des lymphocytes T vers un profil caractéristique des lymphocytes T régulateurs, donc ultimement un profil anti-inflammatoire. Finalement, le dernier objectif spécifique consistait à étudier le portrait lipidique des substituts psoriasiques immunocompétents suite à la supplémentation des conditions de culture en EPA. Cette étude a permis de confirmer que l'EPA influençait la composition lipidique des phospholipides des substituts psoriasiques, ainsi que la production de médiateurs lipidiques, en réduisant la production de métabolites pro-inflammatoires dérivés des AGPI n-6. En conclusion, nos travaux confirment le potentiel thérapeutique des AGPI n-3 dans le traitement du psoriasis et apportent de nouvelles preuves fiables quant à l'importance du métabolisme des AGPI n-3 et n-6 dans la maladie. Les recherches présentées dans cette thèse font état de la capacité des AGPI n-3 à diminuer l'inflammation du psoriasis, laquelle est amplifiée par l'ajout de lymphocytes T. Ainsi, cette thèse ajoute à la crédibilité des AGPI n-3 pour traiter les patients atteints du psoriasis et démontre la pertinence de perpétuer les études dans ce domaine de recherche, d'autant plus que ce type de traitement alternatif pourrait grandement améliorer la qualité de vie et l'observance des patients. / Psoriasis is a chronic and inflammatory dermatosis with strong immune mediation, causing a significant disturbance of the functioning of skin epithelial cells. In particular, T cells play a crucial role in the pathogenesis, by secreting various inflammatory cytokines and chemokines. Omega-3 (n-3) and omega--6 (n-6) polyunsaturated fatty acids (PUFAs) are essential for the optimal development of an effective skin barrier function. Besides, their metabolism appears to be strongly unbalanced in psoriasis, with a preponderance of inflammatory metabolites derived from n-6 PUFAs. Even though some studies demonstrated the favorable effects of n-3 PUFAs in countering certain symptoms of the disease, the precise mechanisms of action of these molecules in psoriasis are still not properly established. It is therefore essential to shed light on the real impacts of n-3 PUFAs in psoriasis in order to increase the credibility of this treatment and the potential discovery of an interesting therapeutic target. During this thesis, several specific objectives have been established. The first objective was to assess the anti-psoriatic potential of docosahexaenoic acid (DHA) in our model of psoriatic skin substitutes produced with pathological fibroblasts and keratinocytes. The results of this study demonstrated that the addition of this long-chain fatty acid led to a considerable reduction in epidermal acanthosis, a crucial characteristic of the disease. However, the absence of the immune component did not fully depict the full impact of n-3 PUFAs on inflammatory alterations in psoriasis. The second objective of this thesis has therefore made it possible to highlight the positive impact of alpha-linolenic acid (ALA) on psoriatic dysregulations which are mediated by T cells. The results from this study have shown that ALA slowed the infiltration of T cells into psoriatic skin substitutes as well as their secretion of inflammatory cytokines. Furthermore, objectives 1 and 2 studies revealed that both DHA and ALA supplementation strongly converted these respective fatty acids into eicosapentaenoic acid (EPA) in the epidermal phospholipids of psoriatic substitutes. The third objective of this thesis therefore aimed to further evaluate the effects of EPA on T cell polarization in an immunocompetent psoriatic skin model. This study highlighted the ability of EPA to balance the polarization of T cells towards a characteristic profile of regulatory T cells, thus ultimately an anti-inflammatory profile. Finally, the last specific objective was to study the lipid portrait of the immunocompetent psoriatic skin substitutes following the supplementation of the culture conditions with EPA. This study confirmed that EPA influences the lipid composition of psoriatic skin substitute phospholipids as well as the production of lipid mediators, by reducing the production of pro-inflammatory metabolites derived from n-6 PUFAs. In conclusion, our work confirms the therapeutic potential of n-3 PUFAs in the treatment of psoriasis and provides new plausible evidence regarding the importance of the metabolism of n-3 and n-6 PUFAs in the disease. The research presented in this thesis reports the ability of n-3 PUFAs to decrease the inflammation of psoriasis, which is amplified by the addition of T cells. Thus, this thesis adds to the credibility of n-3 PUFAs for treating patients with psoriasis and demonstrates the relevance of perpetuating studies in this area of research, especially since this type of alternative treatment could greatly improve the quality of life, as well as patient compliance.

INTRODUCTION : En premier lieu, nous avons récemment identifié un rôle neuroprotecteur des acides gras polyinsaturés oméga-3 (n-3 PUFA) dans un modèle murin de la maladie de Parkinson induit par la toxine 1-methyl-4-phenyl-l, 2,3,6-tetrahydropyridine (MPTP). Ces observations, combinées aux données épidémiologiques actuellement disponibles, suggèrent qu'une alimentation pauvre en n-3 PUFA pourrait constituer un facteur de risque pour la maladie de Parkinson. D'autre part, la littérature médicale associe bon nombre de bénéfices sanitaires au sucre trehalose. Ce dernier est notamment majoritairement cité comme bioprotecteur protéique et cellulaire, agissant comme inducteur d'autophagic favorisant l'élimination des débris cellulaires caractéristiques des plus grandes maladies neurodegeneratives, dont Parkinson. OBJECTIFS : Dans l'optique de potentialiser des moyens thérapeutiques d'applications rapides, nous privilégions la voie alimentaire comme outil pour prévenir et/ou renverser la MP, en agissant avant ou après l'initiation du processus pathologique. Ainsi, afin de solidifier les observations précliniques sur les oméga-3 en tant que prérequis pour engager des essais cliniques, nous avons récemment investiguer le rôle neuroprotecteur des n-3 PUFAs dans un modèle transgénique exprimant une enzyme n-3 acide gras desaturase (souris Fat-1), convertissant les n-6 PUFAs (oméga-6) en n-3 PUFAs. Dans une deuxième étude, nous sommes partis des différentes propriétés bénéfiques du trehalose, puis avons voulu dépasser les dogmes décrits dans la littérature, en investiguant un éventuel effet bénéfique du sucre trehalose administré post-injure MPTP. RÉSULTATS : Dans l'étude relative aux oméga-3, nous montrons une augmentation du ratio cortical n3:n6 dans les cerveaux de souris Fat-1 (28%), mais cette augmentation est bien inférieure à celle retrouvée dans les cerveaux de souris ayant été soumises à la diète riche en n3 et pauvre en n6 (92%). La production limitée des n-3 PUFAs dans le modèle de souris Fat-1 ne semble pas suffisante pour conférer une neuroprotection contre la neurotoxicité du MPTP, tel que révélé par la mesure des niveaux de dopamine, les fibres tyrosine-hydroxylase (TH)-positives nigrostriatales, l'expression mRNA de Nurrl (facteur de transcription des neurones dopaminergiques) et DAT (transporteur à dopamine) nigraux. Néanmoins, des concentrations de DHA (acide docosahexaenoïque, oméga-3) corticales plus élevées ont été positivement corrélées avec des marqueurs de neurones dopaminergiques nigraux tels que les cellules TH-positives, les niveaux mRNA de Nurrl et DAT, appuyant le rôle protecteur du DHA. Les travaux sur le trehalose, dans nos conditions expérimentales, n'ont pas permis de mettre en évidence une éventuelle régénérescence, ou de quelconques effets bénéfiques dans ce sens, induits par un apport journalier en trehalose suite à une lésion de type parkinsonien. CONCLUSION : Ces données suggèrent que l'alimentation se présente comme un excellent mode de prévention contre certaines lésions cérébrales, via la consommation d'oméga-3. En effet, la consommation diététique d'un précurseur de DHA permet d'atteindre plus efficacement des niveaux suffisants de DHA cérébraux et engendrer des phénomènes de neuroprotection dans un modèle animal de maladie de Parkinson. Les bénéfices neuroprotecteurs conférés par l'apport diététique en oméga-3 démontrent la pertinence d'investiguer sur leurs éventuels effets en traitement post-lésionnel chez l'animal. Ces études précliniques sur les oméga-3 pourraient alors conduire à l'initiation d'essais cliniques de phase 2 chez des patients parkinsoniens. Le trehalose pourrait aussi éventuellement faire l'objet du même genre d'investigations menant à des essais cliniques. Cependant, il conviendrait d'abords d'optimiser les conditions expérimentales des études précliniques, afin de statuer de façon plus certaine sur l'éventuel potentiel thérapeutique régénérateur de ce sucre contre la maladie de Parkinson.

« Thèse en cotutelle, Doctorat en médecine moléculaire, Université Laval, Québec, Canada, Philosophiæ doctor (Ph. D.) et AgroParisTech - Institut des sciences et industries du vivant et de l'environnement Paris, France » / L'épidémie d'obésité qui sévit à travers le monde, est liée à une augmentation de la prévalence des maladies métaboliques, telles que le diabète de type 2, les maladies cardiovasculaires ou encore la stéatose hépatique non alcoolique. Au cours des dernières décennies, la recherche s’est tournée vers l’analyse du microbiote intestinal et de nombreuses publications ont démontré un rôle important de la dysbiose microbienne dans le développement des maladies métaboliques. En effet, le tractus gastro-intestinal et le microbiote intestinal représentent une interface importante entre l'alimentation et l'organisme hôte. Dans ce contexte, l'utilisation de traitements d’origine alimentaire afin d’améliorer la santé gastro-intestinale pourrait prévenir le développement des désordres métaboliques liés à l'obésité. Dans une première étude, nous avons tenté de comprendre le rôle du microbiote intestinal dans les effets bénéfiques des acides gras oméga-3 sur la santé métabolique de l'hôte. Pour cela, nous avons réalisé un protocole animal afin de comparer les mécanismes d’action liés à la supplémentation orale d’huile de poisson riche en oméga-3, en contact direct avec le tractus gastro-intestinal, avec les mécanismes induits dans un modèle transgénique de souris fat-1 qui sont capables de convertir les oméga-6 en oméga-3 de manière endogène. Nos résultats démontrent que les souris gavées avec l’huile de poisson, étaient totalement protégées contre le développement de la stéatose hépatique induite par la diète riche en gras. En parallèle, la résistance à l’insuline et l’intolérance au glucose ont été fortement diminuées chez les animaux transgéniques fat-1. Malgré des effets métaboliques différents, les deux modèles ont significativement réduit le taux de cholestérol circulant, ce qui pourrait être associé à l’augmentation importante du genre Allobaculum dans les fèces. Cependant, l’étude plus poussée du microbiote intestinal, ainsi que l’analyse prédictive de ses fonctions, démontrent des modulations bénéfiques plus importantes chez les souris gavées aux oméga- 3. Cela suggère un rôle de l’axe-intestin foie dans les effets des oméga-3 contre le développement de la stéatose hépatique, qui pourraient notamment s’expliquer par l’augmentation de la production de propionate au niveau intestinal, pouvant être ensuite transporté jusqu’au foie par la veine porte. La seconde étude présentée dans ce manuscrit fait partie d’un vaste projet dont le but final est de sélectionner une nouvelle souche bactérienne présentant des propriétés antiobésité, afin de l’incorporer dans des fromages et des yaourts, qui seront ensuite commercialisés. Les différents résultats obtenus démontrent que les souches Lb102, Bf141 et P35 ont significativement prévenu le gain de poids corporel induit par la diète riche en gras et en sucre, sans altérer la quantité de calories ingérées. Ces traitements ont également engendré une diminution de l’inflammation du tissu adipeux viscéral, de la résistance à l’insuline ainsi qu’une augmentation de la tolérance au glucose. Malgré des effets métaboliques similaires et importants, l’analyse du microbiote intestinal et de l’expression des gènes du côlon suggèrent des mécanismes d’action souche-dépendants. Il faut également noter que ces trois souches, présentant un fort potentiel probiotique, ont induit des effets métaboliques importants en affectant très peu la composition du microbiote intestinal. L’analyse du côlon et du statut inflammatoire intestinal suggèrent des modulations de la fonction du microbiote, en particulier pour la souche P35, connue pour ses propriétés antiinflammatoires, qui a démontré le plus d’améliorations au niveau intestinal. / The obesity epidemic reaches alarming rate throughout the world. Obesity development is related to an increase in the prevalence of metabolic diseases, such as type 2 diabetes, cardiovascular diseases and non-alcoholic fatty liver disease. In the past decades, research turns into the analysis of the intestinal microbiota and many papers demonstrated an important role of microbial dysbiosis in the development of metabolic diseases. Indeed, the gastro-intestinal tract and gut microbiota represent a vast interface between diet and host organism. Gut dysbiosis is linked to metabolic inflammation and altered metabolism in obesity. In this context, the use of food-based treatments to improve gastro-intestinal health may help prevent obesity-linked metabolic syndrome. In a first study, we attempted to understand the role of the gut microbiota in the beneficial effects of omega-3 fatty acids in host’s metabolic health. Thus, we performed an in vivo protocol in order to compare the mechanisms related to a long-term oral supplementation of omega-3-rich fish oil, with mechanisms induced in a transgenic model of mice able to convert omega-6 into omega-3, endogenously. Our results demonstrated that mice gavaged with fish oil were totally protected against the development of liver steatosis induced by the high-fat diet. In parallel, insulin resistance and glucose intolerance were decreased in fat-1 transgenic animals. Despite different metabolic effects, both models also significantly reduced cholesterol level in plasma, and based on the literature, it may be associated with a significant increase in proportions of the genus Allobaculum in faeces. However, further investigation of gut microbiota and predictive analysis of its functions, demonstrated that oral omega-3 supplemented mice showed more modulations that fat-1 mice. It suggests a role of the gut-liver axis in the beneficial effects of omega-3 in prevention of hepatic steatosis development. It could be also explained by the increase in the production of propionate in the gut, which can then reach the liver through the portal vein. The second protocol reported in this manuscript, is a part of an important project whose final aim is to select a new bacterial strain presenting anti-obesity properties, in order to be incorporated into dairy products. Results showed that Lb102, Bf141 and P35 significantly prevented the body weight gain induced by the diet high-fat high-sucrose diet, without altering the amount of ingested calories. These treatments also resulted in a decrease of visceral adipose tissue inflammation, insulin resistance and an increase of glucose tolerance. Despite similar but important metabolic effects, analysis of the gut microbiota and gene expression in colon, suggest strain-dependent mechanisms. It should also be noted that these three strains demonstrated potent probiotic effects in prevention of obesity and related metabolic disorders without (or slightly) affecting the composition of gut microbiota. However, analysis of tissue and gut inflammatory status suggest modulations of microbial functions, especially for the P35 strain, known for its anti-inflammatory properties, which demonstrated more beneficial effects in the gastro-intestinal tract than other strains

La cholestase (altération du flux biliaire altéré) est caractérisée par la rétention des acides biliaires (AB) toxiques dans les cellules du foie: hépatocytes. Comme cette accumulation d’AB peut conduire à la cirrhose, la fibrose et finalement à l'insuffisance hépatique, la réduction de leurs niveaux et de leur toxicité est une cible importante pour les thérapies anti-cholestatiques. Le but de notre projet était donc d'identifier de nouvelles approches pharmacologiques qui stimuleraient la détoxification des AB dans les maladies cholestatiques du foie telles que la cholangite biliaire primitive (CBP) et la cholangite sclérosante primitive (CSP), 2 maladies auto-immunes du foie avec une indication commune pour une transplantation hépatique. Les activités de recherche ont porté sur le rôle des acides gras polyinsaturés oméga-3 (AGPI n-3) tels que l’acide docosahexaénoïque (ADH) et l’acide eicosapentaénoïque (AEP) dans la détoxification des AB. Ces études ont été soutenues par des techniques in vitro et in vivo pour caractériser les signatures moléculaires, cellulaires et métaboliques pertinentes à l'état cholestatique. Dans les expériences in vitro, nous avons démontré que dans le foie, les AGPI n-3 mènent d’une part, à l’inhibition de l'expression des gènes impliqués dans la synthèse et d'absorption des AB, et d’autre part à l'activation de ceux codant pour le métabolisme et l'excrétion des AB dans le foie, l'intestin et les reins. Le prétraitement à l’AEP et/ou à l’ADH atténuait de façon significative l’apoptose induite par les AB dans le foie et pourrait donc être efficace dans la protection des cellules hépatiques contre les dommages du foie induits par les AB lors de la cholestase. De plus, l’administration d’une diète riche en ADH à des souris sauvages a mené à une diminution des niveaux circulants d’AB totaux, favorisant ainsi la formation d’un profil moins toxique d’AB. Le profil transcriptomique des gènes liés aux AB a été affecté par une intervention nutritionnelle chez la souris, puisque l'expression de gènes codant pour la synthèse et de l'absorption des AB ont été inhibée, tandis que l’expression de ceux codant pour l'export et le métabolisme a été augmentée dans le foie, l’intestin et les reins. La variation interindividuelle observée dans la réponse à ces traitments limite malheureusment la portée e ces observations, mais pris dans un contexte plus large, nos données suggèrent cependant que ces effets contribuent aux effets hépato-protecteurs de l’AEP et de l’ADH contre les dommages hépatiques induits par les AB comme observé lors de situations cholestatiques. Dans la deuxième partie du projet de recherche, nous avons développé une méthode de spectrométrie de masse en mode d’acquisition « multiple reaction monitoring » (MRM-MS) pour la détection sélective et sensible de l’enzyme CYP3A4 dans les microsomes et homogénats de foies humains (normal ou provenant de patients présentant une lésion hépatique, tels que chez la CBP et la CSP). Ces études proposent de nouvelles approches pharmacologiques, qui assurent la régulation de l'homéostasie des AB dans les pathologies et des traitements cholestatiques, en plus du développement de nouveaux outils pour la quantification protéomique impliquée dans le métabolisme xéno- et endobiotique comme un indicateur de maladies du foie. / Cholestasis (impaired bile flow) is characterized by the retention of toxic bile acids (BAs) in hepatocytes. Since the BA accumulation can lead to cirrhosis, fibrosis and further to liver failure, the reduction of BA levels and toxicity is an important target for anti-cholestatic therapies. The aim of the project was therefore to identify novel pharmacological approaches stimulating BA detoxification for cholestatic liver diseases such as primary biliary cholangitis (PBC) and primary sclerosing cholangitis (PSC), 2 autoimmune liver diseases with a common indication for liver transplantation. The research activities were focused on the role of omega 3 polyunsaturated fatty acids (n-3 PUFAs) such as docosahexaenoic (DHA) and eicosapentaenoic (EPA) acids in BA detoxification. Those studies were supported by the use of in vitro and in vivo techniques to characterize molecular and cellular signatures relevant to cholestatic condition. Using in vitro experiments, we demonstrated that in the liver n-3 PUFAs inhibit the expression of genes involved in BA synthesis and uptake, while activating those encoding the proteins for BA detoxification and excretion in the liver, intestine and kidneys. EPA and/or DHA pretreatment significantly attenuated BA-induced liver apoptosis and thus could be efficient in protecting liver cells from BA-induced liver damages in cholestasis. Moreover, in mice fed a DHA-enriched diet, circulating abundance of total BAs was reduced, favoring the formation of a less toxic BA profile. The transcriptomic profile of BA-related genes was affected by nutritional intervention in mice, since the expression of genes coding for the BA synthesis and absorption was inhibited, while of those encoding for the BA export and metabolism was increased in the liver, intestine and kidneys. While the interpretation of these results remains limited due to a large inter-individual variability in the response to DHA, we hypothesize that those effects may contribute to the hepatoprotective effects of EPA and DHA against BA-induced liver damages as observed in cholestatic situation. In the second part of the research project, we developed a novel multiple reaction monitoring mass spectrometry method (MRM-MS) for the selective and sensitive detection of CYP3A4 in human liver microsomes and homogenates for CYP3A4 quantification in normal liver samples or from the patients with hepatic injury, such as PBC and PSC specimens. Overall, these studies provide novel pharmacological approaches, which ensure the regulation of BA homeostasis for cholestatic pathologies and treatments, in addition to the development of new tools for the quantification of protein involved in the xeno- and endobiotic metabolism as an indicator of liver diseases.

Le projet de recherche sous forme d’intervention nutritionnelle dont fait l’objet ce mémoire de maîtrise avait pour principal objectif de comparer la réponse lipidique à une supplémentation en acides gras polyinsaturés oméga-3 chez des porteurs et des non-porteurs du polymorphisme PPAR L162V. Quatorze hommes porteurs et quatorze non-porteurs du polymorphisme PPAR L162V ont été appariés pour l’âge et l’indice de masse corporelle. Chaque sujet recevait une supplémentation quotidienne en acides gras oméga-3 de 5g d’huile de poissons, et ce, pour une durée de six semaines. Avant l’intervention, les variables anthropométriques et les concentrations de lipoprotéines/lipides n’étaient pas associées au polymorphisme. Indépendamment du génotype, la supplémentation en acides gras oméga-3 fut reliée à la diminution significative des taux de triglycérides plasmatiques, de la concentration de glucose à jeun, de la pression artérielle diastolique et finalement de l’augmentation du taux d’apolipoprotéine B. Une interaction gène-diète significative a également été observée pour la protéine C-réactive . Les résultats de cette étude suggèrent que des variations du gène PPAR puissent contribuer à la variabilité interindividuelle des concentrations plasmatiques de la protéine C-réactive en réponse aux acides gras polyinsaturés oméga-3. / The main objective of this master degree project was to examine whether omega-3 polyunsaturated fatty acids induced changes in cardiovascular disease risks factors are influenced by the PPAR L162V polymorphism. A total of 14 men carriers of the V162 allele and 14 L162 homozygotes were matched according to age and body mass index. All men were supplemented daily with 5g of fish oil during a 6-week period. At screening, both genotype groups were similar for anthropometric indices and plasma lipoprotein/lipid concentrations. Independently of the genotype, the supplementation was associated with a significant decrease in plasma triglyceride and fasting glucose concentrations, diastolic blood pressure and with an increase in total Apolipoprotein B concentrations. A significant genotype-by-diet interaction effect was observed for plasma C-reactive protein concentrations. The PPAR L162V polymorphism may contribute to the interindividual variability in the cardiovascular disease risk factor response to omega-3 polyunsaturated fatty acids.

Le cancer de la prostate (CaP) est le cancer le plus fréquemment diagnostiqué chez les hommes canadiens, avec 21 300 nouveaux cas et est la troisième cause de mortalité par cancer au Canada avec 4100 décès en 2017. Des études épidémiologiques ont montré que les populations ayant un régime riche en acides gras oméga (ω) 3 (e.g. les populations asiatiques côtières) ont une faible incidence de CaP alors que les populations des pays occidentaux ayant une diète riche en acides gras ω6 ont une incidence plus élevée (près de 60 fois) de CaP. Les graisses alimentaires influencent de nombreux processus biologiques, dont l'inflammation associée au développement et à la progression du CaP. Notamment, les acides gras ω6 à longues chaînes (LCω6) ont des propriétés pro-inflammatoires et pourraient contribuer à la progression du CaP. À l'inverse, les LCω3, tels que l'acide eicosapentaénoïque (EPA) et l'acide docosahexanénoïque (DHA), ont des propriétés anti-inflammatoires et pourraient inhiber la progression du CaP. J'ai donc émis l'hypothèse que les acides gras ω3 seraient bénéfiques contre la croissance et la progression du CaP principalement par leurs propriétés anti-inflammatoires. En utilisant le modèle murin de CaP TRAMP-C2, j'ai constaté qu'un régime enrichi en acides gras ω3 réduisait la croissance du CaP par rapport à un régime enrichi en acide gras ω6 chez les souris non-dépourvues et dépourvues d'androgènes, en induisant une réponse immune antitumorale locale de type Th1-, Th2- et associée aux éosinophiles. Dans le but d’étudier plus en détails les effets de différents sous-types d’acides gras ω3, j’ai constaté que la supplémentation alimentaire en monoacylglycéride (MAG)-EPA réduisait la croissance tumorale en inhibant le facteur de croissance endothélial vasculaire (VEGF) et le gène du récepteur 2 de ce facteur de croissance (VEGFR2), ainsi que la taille des vaisseaux sanguins dans les tumeurs TRAMP-C2. J'ai également observé un effet similaire sur le système vasculaire tumoral des patients participant à un essai clinique visant à analyser les effets de la supplémentation en MAG-EPA sur le CaP avant une prostatectomie radicale. Enfin, dans le but d'analyser l'inflammation et de découvrir des biomarqueurs de la progression du CaP, j'ai analysé les effets d'une intervention alimentaire enrichie en acides gras ω3 versus un traitement avec un inhibiteur de la 5α-réductase (5ARI) sur des patients atteints deCaP de faible risque sous surveillance active. J'ai observé que 6 mois de régime alimentaire riche en acides gras ω3 ont entraîné une réduction des taux plasmatiques de cytokines pro-inflammatoires et pro-angiogeniques, ainsi que des cytokines liées à la réponse immunitaire Th2 et Th17. Afin d'évaluer les effets de ces interventions sur les protéines du tissu prostatique, j'ai effectué des dosages de cytokines et des analyses par spectrométrie de masse (MS) dans l'urine clarifiée obtenue après un toucher rectal (urine TR). Je n'ai pas réussi à identifier des variations significatives dans la teneur en protéines, mais j'ai conclu que l’urine TR non clarifiée, contenait deux fois plus de protéines que l'urine clarifiée, suggérant que ce type d’échantillon devrait être utilisé pour les prochaines analyses. Dans l'ensemble, mes résultats confirment l'importance des acides gras ω3 pour la prévention de la progression du CaP et appuient une étude plus approfondie de leurs effets sur la réponse immunitaire, l'angiogenèse et la progression tumorale chez les patients atteints de CaP. / Prostate cancer (PCa) is the most frequently diagnosed cancer in Canadian men with 21,300 new cases and is the third-largest cause of cancer mortality with 4100 deaths in 2017. Epidemiological studies have shown that populations with a diet rich in omega (ω)-3 fatty acids(FA) (e.g. coastal Asian populations) have a low incidence of PCa while populations in Western countries with a diet rich in ω6 FA have higher (almost 60 times) incidence of PCa. Dietary fats influence many biological processes including inflammation which is associated with PCa development and progression. Notably, long-chain ω6 FA (LCω6) have pro-inflammatory properties and could contribute to PCa progression. On the opposite, LCω3 such as eicosapentaenoic acid (EPA) and docosahexanenoic acid (DHA) have anti-inflammatory properties and could inhibit PCa progression. I hypothesized that dietary ω3 FA are beneficial against PCa growth and progression mainly via their anti-inflammatory properties. Using the TRAMP-C2 mouse model of PCa, I found that an ω3 FA-enriched diet reduced PCa growth compared to an ω6 FA-enriched diet in both androgen-deprived and non-deprived mice by inducing local antitumor Th1-, Th2-and eosinophil-related immune response. In the quest to further study the effects of individual ω3 FA subtype, I found that dietary supplementation with monoacylglyceride (MAG)-EPA reduced tumor growth by inhibiting vascular endothelial growth factor (VEGF)and vascular endothelial growth factor receptor-2gene (VEGFR2)expression as well as reducing the size of blood vessels in TRAMP-C2 tumors. I also observed that higher level of EPA reduced the size of blood vessels in prostate in a clinical trial testing MAG-EPA supplementation on PCa patients undergoing radical prostatectomy. Finally, I analyzed the effects of an ω3 FA-rich diet intervention versus treatment with a 5α- reductase inhibitor (5ARI) on low-risk PCa patients under active surveillance. I found that 6 months of ω3 FA-rich diet intervention resulted in a reduction of plasma level of pro-inflammatory and pro-angiogenesis cytokines as well as Th2 and Th17 immune response-related cytokines. In order to assess the effects of these interventions on the prostate tissue, I used cytokines assay and mass spectrometry (MS ) assay to analyze proteins in clarified urine obtained after digital rectal examination (DRE urine). I did not succeed at identifying significant variation in protein levels following the interventions in this sample type but I found that crude (non-clarified) DRE urine contained twice the amount of proteins compared to clarified urine, suggesting that this type of sample should be used for further analysis. Overall, my results confirmed the importance of ω3 FA for prevention of PCa progression and provide the rationale to further investigate their effects on immune response, tumor vasculature and tumor progression in PCa patients.

La maladie de Parkinson (MP) est une maladie neurodégénérative incurable affectant l’intégrité du système dopaminergique des patients. Plusieurs études montrent que le mode de vie ainsi que les habitudes alimentaires influencent l’apparition et la progression de la maladie. Une alimentation riche en acide polyinsaturé oméga-3 (AGPI n-3) montre une protection du système dopaminergique et une diminution de la dégénérescence des neurones présents dans la substance noire (SNpc). L’hypothèse que nous proposons, est qu’une alimentation enrichie en AGPI n-3 permettrait de ralentir la progression de la maladie dans un modèle de souri 6-hydroxydopamine (6-OHDA) ainsi qu’influencer la présence d’agrégats d’alpha-synucléine (αSyn) au cerveau dans un modèle de souris transgénique surexprimant l’αSyn humaine le modèle Thy1-αSyn. Nos résultats présentent une neurorécupération partielle du système dopaminergique avec une alimentation enrichie. Les AGPI n-3 montrent peu d’influence sur les niveaux d’αSyn exprimés. Ils semblent, cependant, moduler les niveaux de différentes protéines synaptiques chez la souris transgénique et permettent d’accroitre la longévité de la vie des souris. / Parkinson's disease (PD) is an incurable neurodegenerative disease affecting the integrity of the dopaminergic system of patients. Several studies suggest that lifestyle and eating habits influence the onset and progression of the disease. A diet rich in omega-3 polyunsaturated acid (n-3 PUFA) shows protective effects on the dopaminergic system and a decrease of the neuronal degeneration in the substancia nigra (SNpc). The hypothesis that we propose is that a diet enriched in n-3 PUFA would slow the progression of the disease in a 6-hydroxydopamine (6-OHDA) mice model and influence the presence of alpha-synuclein aggregates (αSyn) in the brain of a transgenic mice overexpressing the human αSyn, Thy1-αSyn mice. Our results show partial neurorecuperation of the dopaminergic system with an enriched diet. The n-3 PUFAs show little influence on the expression of αSyn levels. Altough, they seem to modulate the levels of different synaptic proteins in transgenic mice and increase mice longevity.

Doctorat en Sciences médicales / info:eu-repo/semantics/nonPublished

La fibrillation auriculaire représente la forme la plus commune d'arythmie cardiaque. Il a été démontré que les acides gras oméga 3 possèdent un effet protecteur au niveau des arythmies ventriculaires. Toutefois, très peu d'études, et pour la plupart très récentes, se sont attardées aux effets de ces acides gras sur les arythmies supraventriculaires. Un premier projet a donc porté sur l'étude des effets des acides gras oméga 3 quant à l'induction de la fibrillation auriculaire chez le chien, en plus d'analyser les niveaux d'expression de protéines formant les jonctions gap. Le diabète constitue un facteur prédisposant pour la fibrillation auriculaire. Dans un second projet, certains paramètres cliniques et des prélèvements d'oreillettes humaines ont été étudiés afin de vérifier si des différences électrophysiologiques étaient présentes entre des patients diabétiques de type 2 et des patients non diabétiques. Les potentiels d'action et les niveaux d'expression de certaines protéines ont été analysés.

De nombreuses études épidémiologiques, cliniques et expérimentales ont montré que les acides gras polyinsaturés oméga-3 (AGPI n-3) d'origine marine, en particulier l'EPA (acide eicosapentaenoïque, C20:5n-3) et le DHA (acide docosahexaénoïque, C22:6n-3), pouvaient avoir des effets bénéfiques sur la santé cardiovasculaire. Les populations maritimes ont généralement des concentrations sanguines d'AGPI n-3 plus élevées que les autres populations, et la faible incidence de maladies ischémiques cardiaques observée dans plusieurs d'entre elles a été attribuée à leur diète riche en produits marins. Toutefois, des changements majeurs de leur alimentation et modes de vie pourraient remettre en question les effets cardioprotecteurs de ces acides gras. L'objectif de la présente thèse était donc de déterminer le statut en acides gras de trois populations grandes consommatrices de poisson en situation de transition nutritionnelle et d'y évaluer les effets des AGPI n-3 sur les facteurs de risque de maladies cardiovasculaires (MCV). L'analyse des profils sanguins d'acides gras réalisée auprès de 188 adultes et 117 adolescents polynésiens a permis de montrer des tendances générationnelles et géographiques se traduisant chez les plus jeunes par un ratio n-6:n-3 significativement plus élevé, lequel est un déterminant majeur du risque cardiovasculaire. Une étude similaire réalisée en 2004 parmi 861 Inuit adultes du Nunavik a montré des profils sanguins d'AGPI n-3 significativement détériorés (-25 %) comparativement à 1992 au profit des AGPI n-6 (+9 %), et révélait que la transition alimentaire semblait plus avancée chez les plus jeunes. Une analyse réalisée dans cette même population auprès de 740 adultes montrait que des concentrations élevées d'AGPI n-3 avaient un effet bénéfique sur les lipides plasmatiques. Enfin, les résultats d'une étude de santé réalisée auprès de 613 adultes cris de la Baie James suggéraient que les concentrations élevées d'AGPI n-3 rencontrées chez les adultes les plus âgés pouvaient avoir une influence positive sur les facteurs de risque de MCV non-HDL. En conclusion, ces études suggèrent que, si des concentrations élevées d'AGPI n-3 semblent montrer un effet bénéfique sur plusieurs facteurs de risque de MCV, leur diminution suite à l'abandon progressif de l'alimentation traditionnelle pourrait réduire la protection cardiovasculaire dont ces populations semblent bénéficier.