En lien avec l’augmentation constante de l’obésité, de plus en plus de personnes sont atteintes de résistance à l’insuline ou de diabète de type 2. Ce projet doctoral s’est surtout intéressé à l’une des conséquences majeures des pathologies cardiométaboliques, soit la dyslipidémie diabétique. À cet égard, les gens présentant une résistance à l’insuline ou un diabète de type 2 sont plus à risque de développer des perturbations lipidiques caractérisées essentiellement par des taux élevés de triglycérides et de LDL-cholestérol ainsi que de concentrations restreintes en HDL-cholestérol dans la circulation. Les risques de maladies cardiovasculaires sont ainsi plus élevés chez ces patients. Classiquement, trois organes sont connus pour développer l’insulino-résistance : le muscle, le tissu adipeux et le foie. Néanmoins, certaines évidences scientifiques commencent également à pointer du doigt l’intestin, un organe critique dans la régulation du métabolisme des lipides postprandiaux, et qui pourrait, conséquemment, avoir un impact important dans l’apparition de la dyslipidémie diabétique. De façon très intéressante, des peptides produits par l’intestin, notamment le GLP-1 (glucagon-like peptide-1), ont déjà démontré leur potentiel thérapeutique quant à l’amélioration du statut diabétique et leur rôle dans le métabolisme intestinal lipoprotéinique. Une autre évidence est apportée par la chirurgie bariatrique qui a un effet positif, durable et radical sur la perte pondérale, le contrôle métabolique et la réduction des comorbidités du diabète de type 2, suite à la dérivation bilio-intestinale. Les objectifs centraux du présent programme scientifique consistent donc à déterminer le rôle de l’intestin dans (i) l’homéostasie lipidique/lipoprotéinique en réponse à des concentrations élevées de glucose (à l’instar du diabète) et à des peptides gastro-intestinaux tels que le PYY (peptide YY); (ii) la coordination du métabolisme en disposant de l’AMPK (AMP-activated protein kinase) comme senseur incontournable permettant l’ajustement précis des besoins et disponibilités énergétiques cellulaires; et (iii) l’ajustement de sa capacité d’absorption des graisses alimentaires en fonction du gain ou de la perte de sa sensibilité à l’insuline démontrée dans les spécimens intestinaux humains prélevés durant la chirurgie bariatrique. Dans le but de confirmer le rôle de l’intestin dans la dyslipidémie diabétique, nous avons tout d’abord utilisé le modèle cellulaire intestinal Caco-2/15. Ces cellules ont permis de démontrer qu’en présence de hautes concentrations de glucose en basolatéral, telle qu’en condition diabétique, l’intestin absorbe davantage de cholestérol provenant de la lumière intestinale par l’intermédiaire du transporteur NPC1L1 (Niemann Pick C1-like 1). L’utilisation de l’ezetimibe, un inhibiteur du NPC1L1, a permis de contrecarrer cette augmentation de l’expression de NPC1L1 tout comme l’élévation de l’absorption du cholestérol, prouvant ainsi que le NPC1L1 est bel et bien responsable de cet effet. D’autre part, des travaux antérieurs avaient identifié certains indices quant à un rôle potentiel du peptide intestinal PYY au niveau du métabolisme des lipides intestinaux. Toutefois, aucune étude n’avait encore traité cet aspect systématiquement. Pour établir définitivement l’aptitude du PYY à moduler le transport et le métabolisme lipidique dans l’intestin, nous avons utilisé les cellules Caco-2/15. Notre étude a permis de constater que le PYY incubé du côté apical est capable de réduire significativement l’absorption du cholestérol et le transporteur NPC1L1. Puisque le rôle de l'AMPK dans l'intestin demeure inexploré, il est important non seulement de définir sa structure moléculaire, sa régulation et sa fonction dans le métabolisme des lipides, mais aussi d'examiner l'impact de l’insulino-résistance et du diabète de type 2 (DT2) sur son statut et son mode d’action gastro-intestinal. En employant les cellules Caco-2/15, nous avons été capables de montrer (i) la présence de toutes les sous-unités AMPK (α1/α2/β1/β2/γ1/γ2/γ3) avec une différence marquée dans leur abondance et une prédominance de l’AMPKα1 et la prévalence de l’hétérotrimère α1/β2/γ1; (ii) l’activation de l’AMPK par la metformine et l’AICAR, résultant ainsi en une phosphorylation accrue de l’enzyme acétylCoA carboxylase (ACC) et sans influence sur l'HMG-CoA réductase; (iii) la modulation négative de l’AMPK par le composé C et des concentrations de glucose élevées avec des répercussions sur la phosphorylation de l’ACC. D’autre part, l’administration de metformine au Psammomys obesus, un modèle animal de diabète et de syndrome métabolique, a conduit à (i) une régulation positive de l’AMPK intestinale (phosphorylation de l’AMPKα-Thr172); (ii) la réduction de l'activité ACC; (iii) l’augmentation de l’expression génique et protéique de CPT1, supportant une stimulation de la β-oxydation; (iv) une tendance à la hausse de la sensibilité à l'insuline représentée par l’induction de la phosphorylation d'Akt et l’inactivation de la phosphorylation de p38; et (v) l’abaissement de la formation des chylomicrons ce qui conduit à la diminution de la dyslipidémie diabétique. Ces données suggèrent que l'AMPK remplit des fonctions clés dans les processus métaboliques de l'intestin grêle. La preuve flagrante de l’implication de l’intestin dans les événements cardiométaboliques a été obtenue par l’examen des spécimens intestinaux obtenus de sujets obèses, suite à une chirurgie bariatrique. L’exploration intestinale nous a permis de constater chez ceux avec un indice HOMA élevé (marqueur d’insulinorésistance) (i) des défauts de signalisation de l'insuline comme en témoigne la phosphorylation réduite d'Akt et la phosphorylation élevée de p38 MAPK; (ii) la présence du stress oxydatif et de marqueurs de l'inflammation; (iii) la stimulation de la lipogenèse et de la production des lipoprotéines riches en triglycérides avec l’implication des protéines clés FABP, MTP et apo B-48. En conclusion, l'intestin grêle peut être classé comme un tissu insulino-sensible et répondant à plusieurs stimuli nutritionnels et hormonaux. Son dérèglement peut être déclenché par le stress oxydatif et l'inflammation, ce qui conduit à l'amplification de la lipogenèse et la synthèse des lipoprotéines, contribuant ainsi à la dyslipidémie athérogène chez les patients atteints du syndrome métabolique et de diabète de type 2. / In relation with the constant increase in obesity, more and more people suffer from insulin resistance and type 2 diabetes (DT2). This doctoral research program especially emphasizes lipid disorders, one of the major consequences of cardiometabolic diseases. In this respect, people with insulin resistance or DT2 are at higher risk of developing lipid disturbances characterized mainly by high levels of triglycerides and LDL-cholesterol concentrations and HDL cholesterol in the blood circulation. The risks of cardiovascular disease are higher in these patients. Classically, three organs are known to develop insulin resistance: muscle, adipose tissue and liver. Nevertheless, important studies begin to point out the small intestine as a major organ in the regulation of postprandial lipids, which may have a significant impact on the development of diabetic dyslipidemia. In addition, the intestine produces peptides, including GLP-1 (glucagon-like peptide-1), that have already demonstrated their therapeutic potential with regard to diabetic status and intestinal lipoprotein metabolism. Further evidence is also is provided by the advent of bariatric surgery that has a positive effect on radical and sustainable weight loss, metabolic control and reduction of comorbidities of DT2, following biliopancreatic diversion. The central objectives of this scientific program are therefore to determine the role of the intestine in (i) lipid/ lipoprotein homeostasis in response to high concentrations of glucose (mimicking diabetes) and to gastrointestinal peptides such as PYY; (ii) the coordination of metabolism by involving AMPK (AMP-activated protein kinase) as an essential sensor for fine tuning of cellular energy needs; and (iii) adjusting absorption capacity of dietary fat in the gain or loss of insulin sensitivity demonstrated in intestinal specimens collected during bariatric surgery. In order to confirm the role of the intestine in diabetic dyslipidemia, we first used the intestinal Caco-2/15 cell model. The use of this epithelial cell line has shown a marked stimulation of cholesterol uptake via the transporter NPC1L1 (Niemann-Pick C1-like 1) in the presence of high glucose concentrations (as is the case in diabetic conditions) in basolateral compartment (compared to apical). The use of ezetimibe, an inhibitor of NPC1L1, helped to counteract this elevation of cholesterol absorption, thus proving that NPC1L1 is indeed behind this effect. If previous reports have identified some clues as to the potential role of intestinal PYY (peptide YY) in lipid metabolism disorders, no study has yet addressed this issue systematically. To definitively establish the ability of PYY to modulate lipid transport and metabolism in the intestine, we have used Caco-2/15 cells. Our recent investigation has shown that PYY (administered in the apical compartment) is able to significantly reduce cholesterol absorption via NPC1L1 transporter. Since the role of AMPK in the intestine remains unexplored, it is important to define not only its molecular structure, regulation and function in lipid metabolism, but also its impact on insulin resistance and T2D on its status and mode of action in the gastrointestinal tract. Using Caco-2/15 cells, we have been able to show (i) the presence of all AMPK subunits (α1/α2/β1/β2/γ1/γ2/γ3) with a marked difference in their abundance, but with a predominance of AMPKα1 and the prevalence of α1/β2/γ1 heterotrimer; (ii) the activation of AMPK by metformin and AICAR, resulting in increased phosphorylation of the downstream target acetylCoA carboxylases (ACC) without no influence on HMG-CoA reductase; (iii) the negative modulation of AMPK by compound C and glucose concentrations with high impact on ACC phosphorylation. On the other hand, administration of metformin to Psammomys obesus with insulin resistance and T2D led to (a) an upregulation of intestinal AMPK signaling pathway essentially typified by ascending AMPKα-Thr172 phosphorylation; (b) a reduction in ACC activity; (c) an elevation in the gene and protein expression of CPT1, supporting a stimulation of β-oxidation; (d) a trend of increase in insulin sensitivity portrayed by augmentation of Akt and GSK3β phosphorylation; (e) an inactivation of the stress-responsive p38-MAPK and /ERK1/2 exemplified by their phosphorylation lessening; and (f) a decrease in diabetic dyslipidemia following lowering of intracellular events that govern lipoprotein assembly. Therefore these data suggest that AMPK fulfills key functions in metabolic processes in the small intestine. The clear evidence for the involvement of the gut in cardiometabolic events has been obtained through the scrutiny of intestinal specimens obtained from obese subjects after bariatric surgery. Intestine of insulin-resistant subjects shows defects in insulin signaling as demonstrated by reduced Akt phosphorylation but increased p38 MAPK phosphorylation. These defects were accompanied with increased oxidative stress and inflammation markers in intestine of insulin-resistant subjects. Enhanced de novo lipogenesis rate and apo B-48 biogenesis along with increased triglyceride-rich lipoprotein production was also observed in the intestine of insulin-resistant subjects. Concomitantly, fatty acid binding proteins (FABP) and microsomal transfer protein (MTP) expression was increased in the intestine of insulin-resistant subjects. In conclusion, the small intestine may be classified as an insulin-sensitive tissue. Its deregulation, possibly triggered by oxidative stress and inflammation, may lead to amplification of lipogenesis and lipoprotein synthesis and may therefore represent a key mechanism for atherogenic dyslipidemia in patients with metabolic syndrome and T2D.

Le diabète de type 2 (DT2) apparaît lorsque la sécrétion d’insuline par les cellules β des îlots du pancréas ne parvient plus à compenser la résistance à l’insuline des organes cibles. Parmi les médicaments disponibles pour traiter le DT2, deux classes agissent en améliorant la sensibilité à l’insuline : les biguanides (metformine) et les thiazolidinediones (pioglitazone et rosiglitazone). Des études suggèrent que ces médicaments protègent également la fonction des cellules β. Dans le but d’identifier des mécanismes par lesquels les médicaments insulinosensibilisateurs protègent les cellules β, nous avons étudié les effets aigus de la metformine et de la pioglitazone sur le métabolisme et la fonction des cellules INS 832/13, sécrétrices d’insuline et des îlots pancréatiques isolés de rats. Nous avons aussi validé in vivo avec des rats Wistar les principales observations obtenues en présence de pioglitazone grâce à des clamps glucidiques et par calorimétrie indirecte. Le traitement aigu des cellules β avec de la pioglitazone ou de la metformine inhibe la sécrétion d’insuline induite par le glucose en diminuant la sensibilité des cellules au glucose (inhibition en présence de concentrations intermédiaires de glucose seulement). Dans les mêmes conditions, les traitements inhibent aussi plusieurs paramètres du métabolisme mitochondrial des nutriments et, pour la pioglitazone, du métabolisme des lipides. Les composés affectent le métabolisme en suivant un patron d’inhibition similaire à celui observé pour la sécrétion d’insuline, que nous avons nommé « décélération métabolique ». La capacité de la pioglitazone à inhiber la sécrétion d’insuline et à ralentir le métabolisme mitochondrial de façon aigüe se confirme in vivo. En conclusion, nous avons identifié la décélération métabolique de la cellule β comme nouveau mode d’action pour les médicaments insulinosensibilisateurs. La décélération métabolique causée par les agents insulinosensibilisateurs les plus utilisés semble provenir d’une inhibition du métabolisme mitochondrial et pourrait être impliquée dans les bienfaits de ceux-ci dans un contexte de stress métabolique. Le fait que les deux agents insulinosensibilisateurs étudiés agissent à la fois sur la sensibilité à l’insuline et sur la sécrétion d’insuline, les deux composantes majeures du DT2, pourrait expliquer pourquoi ils sont parmi les agents antidiabétiques les plus efficaces. La décélération métabolique est une approche thérapeutique à considérer pour le traitement du DT2 et d’autres maladies métaboliques. / Type 2 diabetes (T2D) appears when insulin secretion by pancreatic β-cells fails to compensate for insulin resistance. Two classes of anti-diabetic drugs have been used to target insulin resistance: biguanides (metformin) and thiazolidinediones (pioglitazone and rosiglitazone). Some studies suggest that these compounds also protect β-cell function. In order to identify the mechanisms whereby insulin-sensitizing agents protect β-cell function, we used INS 832/13 insulin secreting cells and isolated pancreatic rat islets to study the acute effects of pioglitazone and metformin on β-cell metabolism and function. Key observations obtained with pioglitazone were also validated in vivo in Wistar rats with the use of glucose clamps and indirect calorimetry. In vitro, acute pioglitazone or metformin treatment inhibits glucose-induced insulin secretion by lowering β-cell sensitivity to glucose (inhibition only at sub-maximal glucose concentrations). The same treatments also inhibit parameters of nutrient mitochondrial metabolism and, in the case of pioglitazone, parameters of lipid metabolism. Both compounds alter metabolism following a pattern similar to that observed with insulin secretion, a pattern that we label “metabolic deceleration”. Pioglitazone also acutely inhibits insulin secretion and slows down mitochondrial metabolism in vivo. In conclusion, we identified metabolic deceleration of the pancreatic β-cell as a new mode of action for insulin-sensitizing agents. Pioglitazone and metformin both seem to cause metabolic deceleration of the β-cell via inhibition of mitochondrial metabolism. This mode of action could participate in the beneficial effects of these compounds in the context of metabolic stress. The fact that these drugs affect both insulin sensitivity and insulin secretion, the two major components of T2D, may explain why they are among the most powerful anti-diabetic agents. Metabolic deceleration is a new therapeutic approach worth considering for the treatment of T2D and other metabolic diseases.

Contexte Les programmes de promotion de la santé dans le milieu du travail sont des interventions complexes qui requièrent une compréhension des facteurs de risque pour l’identification des populations à cibler. Leur développement s’appuie souvent sur des méthodes de montage de projet qui ne tiennent pas compte de principes de promotion de la santé de la Charte d’Ottawa. Des approches méthodologiques adaptées sont nécessaires pour comprendre le fonctionnement de ces programmes. Objectifs Mener une réflexion autour de la promotion de la santé dans le milieu du travail à travers : (i) le développement de la « théorie de programme » d’une intervention de promotion de la santé intitulée « Plus Saine la Vie » réalisée à la Société Nationale des Chemins de Fer Français (SNCF) et (ii) l’identification des déterminants du diabète de type 2 et de l’hypertension artérielle que l’on peut mesurer en routine auprès d’une population de salariés en surpoids en milieu du travail. Méthodes L’outil de catégorisation des résultats de Promotion Santé Suisse a été utilisé pour développer la « théorie de programme » à l’aide d’une approche inductive fondée sur la documentation disponible sur l’intervention et l’observation de celle-ci sur le terrain. Vingt réunions itératives du comité de pilotage de l’intervention ont assuré la validation du processus qui a abouti au modèle final. Ensuite, nous avons utilisé la méthode de conception de programme proposée par Fry et Zask (2016) pour comprendre quels leviers d’action de la Charte d’Ottawa ont été mobilisés par l’intervention. L’identification des déterminants du diabète de type 2 et de l’hypertension artérielle a été réalisée par deux études transversales auprès des salariés en surpoids de la SNCF volontaires pour participer à un dépistage lors de la visite périodique de médecine du travail (janvier 2011- mars 2015). Résultats Une première « théorie de programme » a été développée avec des informations détaillées sur les activités, les résultats intermédiaires et les objectifs de l’intervention. Quatre axes stratégiques de la Charte d’Ottawa ont été mobilisés par l’intervention : création d’environnements favorables à la santé, renforcement de l’action communautaire, acquisition d’aptitudes individuelles et réorientation des services de santé. Dans la deuxième partie de notre travail, les quatre déterminants suivants ont été identifiés pour expliquer une hyperglycémie chez les salariés en surpoids : le sexe masculin, un âge ≥50 ans, une pression artérielle élevée (≥140/90 mm Hg), et une consommation quotidienne de produits sucrés. De plus, six déterminants ont été identifiés pour expliquer une pression artérielle élevée : le sexe masculin, un âge ≥40 ans, un indice de masse corporelle compris entre 27,5 et 29,9 kg/m², une hyperglycémie (mesurée par la glycémie capillaire ≥ 7 mmol/L), un risque élevé d'apnée du sommeil, et le travail de nuit. À l'inverse, être cadre au sein de la SNCF a été identifié comme un facteur protecteur de pression artérielle élevée. Discussion Notre travail propose un cadre conceptuel pour modéliser les programmes de promotion de la santé dans le milieu du travail et relève ainsi, par l’exemple concret de l’action « Plus Saine la Vie », comment certains des axes stratégiques de la Charte d’Ottawa ont pu être mobilisés dans le milieu du travail. Enfin, l’identification de déterminants du diabète de type 2 et de l’hypertension artérielle au cours d’une visite systématique de médecine du travail des salariés en surpoids montre la faisabilité d’interventions ciblées de promotion de la santé dans le milieu du travail. / Background Workplace health promotion programmes are complex interventions that need a wide understanding of risk factors to target high risk populations. The implementation of these programmes often requires the mobilization of classical methods of programme design and planning. However, these methods usually are not based on the Ottawa Charter five priority areas which provides a framework ensuring programme effectiveness. Understanding how a specific program is supposed to work is a crucial point in health promotion and could contribute to the appropriate programme planning and implementation. Thus, programme theory is a practical tool which captures the complexity of a programme by clarifying its objectives, activities and expected outcomes. Objective The aim of this work was to provide a deep insight about workplace health promotion by (i) developping the underlying programme theory of a health promotion programme entitled “Plus Saine la Vie” (“Healthier Life”) carried out in the French National Railways Company (SNCF) and (ii) identifying the factors that are associated with type 2 diabetes and hypertension and can be routinely measured in French overweight employees to develop targeted preventive strategies in the workplace. Methods The “Swiss Model for Outcome Classification in Health Promotion and Prevention” was used to develop the programme theory. Then, we used the design process proposed by Fry and Zask (2016) to understand which levers of action from the Ottawa Charter for Health Promotion had been mobilised in the programme. Secondly, two cross-sectional studies were conducted to identify the determinants of type 2 diabetes and hypertension among SNCF overweight employees who participated in a health screening conducted during their regular occupational health check-up (January 2011-March 2015). Results Our work provides a programme theory with detailed information regarding how this health promotion programme was supposed to work and what it was expected to be implemented in the workplace setting. Moreover, the programme design analysis showed that the programme had mobilised the following Ottawa Charter’s action areas in the workplace setting: “creating supportive environments”, “strengthening community action”, “developing personal skills” and “reorienting health services”. Significant predictors of hyperglycaemia were male sex, age ≥50 years, high blood pressure, and daily intake of sugary food. In addition, male sex, older age (age ≥40), body mass index between 27.5 and 29.9 kg/m², hyperglycaemia, high risk of sleep apnoea, and night work schedule were significantly associated with high blood pressure. Conversely, high job position was identified as a protective factor for high blood pressure. Discussion Our work provides an example of a programme theory which can be used as a framework to develop health promotion programmes in the workplace setting. Moreover, our work presents an analysis of the programme concerning the mobilisation of the Ottawa Charter’s action areas for health promotion in the workplace. Our findings could be used by occupational health professionals to design specific health promotion interventions in the workplace setting to target individuals at high risk for developing hypertension and type 2 diabetes.

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Le diabète de type 2 (DT2) représente un enjeu de santé publique au regard de ses complications, qui sont des maladies complexes, où interagissent des déterminants génétiques et environnementaux.L'objectif de ce travail était d'étudier ces déterminants dans trois populations indépendantes de patients DT2 en couplant études transversales (DIAB2NEPHROGENE) et longitudinales (SURDIAGENE et DIABHYCAR) totalisant 7767 sujets. Via une approche gène-candidat, nous avons focalisé nos recherches sur le système des peptides natriurétiques, le gène NPR3 (codant le récepteur de clairance aux peptides natriurétiques) et les apports sodés puis la voie métabolique des hormones sexuelles, le gène CYP19A1 (codant l’aromatase) et les concentrations de stéroïdes sexuels. Nous avons montré que l'allèle G du rs2270915 du NPR3 est un allèle de risque de pression artérielle (PA) plus élevée et de moindre sensibilité pressive à la réduction sodée qui ne confère pas d'augmentation significative de risque d'évènements cardiovasculaires (ECV) contrairement au rs6889608. Enfin, la survie sans ECV est significativement modulée par les apports en sel avec un risque de morbi-mortalité réduit chez les sujets diabétiques consommant le plus de sel malgré un niveau de PA plus élevé.Nous avons confirmé que le sexe masculin est un facteur de risque pour la néphropathie diabétique (ND) mais également pour la survenue d'ECV. Nous avons montré, chez les hommes, que des concentrations plus élevés d'oestradiol s'associent à une prévalence plus importante de ND mais ne se traduisent pas par une augmentation des événements rénaux oucardiovasculaires. CYP19A1 n'est associé ni avec les niveaux d'oestradiol, ni avec la prévalence ou la sévérité de la ND. Deux SNP s'associent toutefois significativement avec la survenue d'insuffisance rénale chronique terminale.Au total, nous avons identifié dans 2 voies métaboliques distinctes des déterminants génétiques de complications du DT2 ainsi qu'une interaction gène-environnement. / Type 2 diabetes (T2D) is a public health issue because of vascular and renal complications, which are complex diseases with interaction between genetic and environmental determinants.The objective of this work was to study these determinants in three independent populations of T2D patients by coupling cross-sectional (DIAB2NEPHROGENE) and longitudinal studies (SURDIAGENE and DIABHYCAR). Through a candidate-gene approach, we first focused on the natriuretic peptides system, NPR3 gene and sodium intake and then on the metabolic pathway of sex hormones, CYP19A1 gene (coding for aromatase) and sex steroid levels.Our first results showed that NPR3 rs2270915 G Allele was associated with high blood pressure (BP) and a reduced salt-sensitivity of BP. However, this SNP was not associated with any significant risk of cardio-vascular events (CVE) or death, at variance with rs6889608. Ultimately, CVE-free survival was impacted by salt intake with a reduced risk of morbi-mortality in those patients having the greatest intake, though a higher BP.In our second study, we confirmed that male gender was a risk factor for diabetic nephropathy (DN), but also for the occurrence of CVE. In men, we showed higher levels of estradiol (E2) associated with a higher prevalence of ND but without any significant increase in renal or CVE during follow-up. CYP19A1 variants were not associated with either E2 levels or the prevalence of ND. However, 2 SNPs tested, were significantly associated with the occurrence of end stage renal failure. Altogether, we have identified 2 different metabolic ways contributing to the genetic determinants of complications associated with T2D including a gene-environment interaction.

Les acides gras saturés (AGS) altèrent la fonctionnalité des organites dans de nombreux types cellulaires. Il a été proposé que ce processus, également nommé lipointoxication, puisse être responsable de plusieurs pathologies humaines telles que le diabète de Type 2.Au niveau cellulaire, l'accumulation d'AGS est associée à une augmentation du taux de saturation des phospholipides (PL) membranaires, les composants majoritaires des membranes des organites, mais également du taux de céramides, impliqués dans l'induction de l'apoptose.Dans une première partie de ce travail, nous avons étudié, chez le modèle cellulaire simple Saccharomyces cerevisiae, la contribution relative des PL saturés et des céramides à la cytotoxicité des AGS. Nous avons pu démontrer que les céramides agissaient à des étapes précoces de la voie de sécrétion, alors que les PL saturés impactaient des étapes plus tardives en altérant en particulier la formation de vésicules de sécrétion.Parallèlement, nous avons également constaté que le taux d'AGS était significativement augmenté dans les PL membranaires des patients atteints d'une maladie génétique, la mucoviscidose. La mutation la plus fréquente responsable de cette maladie, résulte en la rétention de la protéine correspondante dans le réticulum endoplasmique. Des molécules pharmacologiques, capables de corriger le trafic de la protéine à sa destination finale ont été isolées in vitro, mais des limitations importantes ont pu être observées lors des tests cliniques. Nous proposons dans le présent manuscrit que la lipointoxication liée aux AGS pourrait être un écueil important à l'utilisation des correcteurs actuels pour le traitement de la mucoviscidose. / Saturated fatty acids (SFA) have been reported to alter organelle integrity in many cell types. This process, also known as lipotoxicity, has been proposed to be responsible for several human pathologies such as type 2 diabetes.At the cellular level, SFA accumulation is associated with an increase of the saturation rate of membrane phospholipids (PL), the major components of organelle membranes, and an increase of ceramides levels, implicated in apoptosis induction.In the first part of this work, we took advantage of a simple yeast-based model to study the relative contributions of saturated PL and ceramides to SFA cytotoxicity. We demonstrated that ceramides act early in the secretory pathway, while saturated PL impact the later steps, and particularly the formation of secretory vesicles.In parallel, we observed that SFA amounts were significantly increased in the membrane PL of cystic fibrosis (CF) patient cells. The most common mutation responsible for this genetic disease results in the retention of the corresponding protein in the endoplasmic reticulum. Pharmacological agents, which correct the mistrafficking of the protein, have been isolated in vitro, but they did not show significant improvements in clinical trials. We propose in the present manuscript, that SFA-related lipointoxication could be an important bottleneck for the use of these pharmacological agents in clinical trials.

Dans le cadre de la recherche de composés pouvant stimuler la sécrétion de l’hormone hypoglycémiante GLP-1 (glucagon-like-peptide 1) et sur des critères ethno-pharmacologiques et taxonomiques, différentes Asclepiadoidées ont été criblées sur un modèle cellulaire (lignée STC-1). Cette approche nous a permis de sélectionner deux espèces de Cynanchum malgaches. L’isolement bio-guidé de C. marnierianum a conduit à la purification de 2 nouveaux glycosides prégnaniques, les marnieranosides. L’exploration phytochimique de C. menarandrense a permis l’identification de 5 nouvelles structures prégnaniques et de 2 prégnanes déjà signalés dans un genre taxonomiquement proche et hypoglycémiant : Caralluma. Les prégnanes purifiés ont aussi été évalués pour leur effet sécrétagogue GLP-1 et cytotoxique mais seuls les marnieranosides se sont avérés bioactifs. Des analogies structurales entre les molécules identifiées dans le genre Cynanchum et des molécules bioactives isolées au préalable d’espèces antidiabétiques (genres Hoodia et Caralluma) valident notre stratégie pour la découverte des métabolites secondaires avec un potentiel antidiabétique. / In the framework of our search for antidiabetic compounds capable of stimulating the secretion of the hypoglycemic hormone GLP-1 (glucagon-like-peptide 1), based on ethnopharmacological and taxomic criteria, several Asclepiadoidae plants were screened with an in vitro model (STC-1 cell line). This approach led to the selection of two Malagasy Cynanchum species.Bio-guided fractionation of C. marnierianum led to the purification of two new pregnane glycosides named marnieranosides. The phytochemical study of C. menarandrense led to the identification of 5 new pregnane structures along with 2 pregnanes previously reported in the closely related and hypoglycemic Caralluma genus. The isolated pregnanes were evaluated for their GLP-1 secretagogue and cytotoxic activity but only the marnieranosides were proven bioactive. Structural similarities of the Cynanchum pregnanes with the ones previously isolated from antidiabetic plants (Hoodia and Caralluma), validated our approach for the discovery of secondary metabolites with antidiabetic potential.

L'augmentation récente de la prévalence du diabète de type 2 (DT2) et du syndrome métabolique est actuellement au coeur des préoccupations des organismes de santé publique ; ces deux maladies métaboliques favoriseraient le développement des maladies cardio-vasculaires. Ce rapide accroissement peut être relié aux changements de nos modes de vie, notamment la surconsommation en sucres et la sédentarité. L’impact de ces deux paramètres à différents niveaux physiologiques a été évalué grâce à la mise en place d’un modèle murin. Des rats Wistar ont été nourris à l'aide d'une boisson enrichie en fructose (20-25% w/v), induisant le développement progressif d'un syndrome métabolique (résistance à l'insuline, hypertension, dyslipidémie, hyperglycémie à jeun), sans pour autant présenter de DT2 (pas d'intolérance au glucose). Le régime hyper-fructosé entraîne des perturbations du système antioxydant (Superoxide dismutase, Catalase, Glutathion Peroxidase) et l'apparition tardive d'une dysfonction endothéliale de l'aorte thoracique.La pratique d'une activité physique modérée permet de prévenir l'apparition de la résistance à l'insuline et améliore le fonctionnement vasculaire de l'aorte thoracique. Ce dernier effet serait en lien avec un fonctionnement du système antioxydant plus performant. Malgré tout, l'entraînement associé au régime hyper-fructosé engendrerait des effets délétères au niveau hépatique. / The recent increase of type 2 diabetes (T2D) and metabolic syndrome prevalence is a key concern of public health organizations. Both diseases can promote the development of cardiovascular diseases. This steep increase can be linked to lifestyle changes, such as sugar overconsumption and lack of physical activity. The effects of these two parameters can be evaluated at various physiological levels using a murine model. For this purpose, Wistar rats were fed with a fructose-enriched drink (20-25% w/v), which results in the progressive development of a metabolic syndrome (insulin resistance, hypertension, dyslipidemia, fasting hyperglycemia). These rats did not present T2D (no glucose intolerance). The fructose-enriched diet promotes perturbations in the antioxidant system (SOD, CAT, GPx) as well as a late endothelial dysfunction on the thoracic aorta.Moderate physical activity prevents the development of insulin resistance and increases thoracic aorta vascular function. This later may be link to the best performances of the antioxidant system. However, exercise training associated with fructose-enriched diet may be deleterious for hepatic health.

Le diabète de type 2 et la dépression sont des problèmes majeurs de santé publique associés par un lien bidirectionnel. La dérégulation de l'axe hypothalamo-hypophyso-surrénalien (HPA), accompagnée par un taux élevé de glucocorticoïdes circulants, pourrait constituer un mécanisme commun à ces pathologies. L'axe HPA est régulé principalement au niveau de l'hypothalamus, siège de régulations nutritionnelles et émotionnelles. En ciblant les noyaux hypothalamiques, la néoglucogenèse intestinale (NGI) a des effets bénéfiques contre le développement du diabète de type 2 via la stimulation des nerfs vagal et spinal. Nous avons donc testé si la NGI, par sa communication avec l'hypothalamus, pourrait également réguler les comportements émotionnels et ainsi exercer des effets bénéfiques sur les maladies métaboliques et émotionnelles.L'absence de NGI provoque un dysfonctionnement de l'axe HPA et de son rétrocontrôle négatif (via des modifications moléculaires), caractérisés par une hypersécrétion de glucocorticoïdes et le développement d'une résistance aux glucocorticoïdes. Grâce à des études comportementales et moléculaires, nous montrons que les souris dépourvues de NGI développent des altérations phénotypiques et neurobiologiques caractéristiques d'un état anxio-dépressif. La restauration de la NGI par une perfusion de glucose portale rétablit les altérations neurobiologiques de l'axe HPA. L'induction de la NGI par un régime riche en protéines exerce des effets anxiolytiques et antidépresseurs. Ces données suggèrent que la NGI en ciblant l'hypothalamus, contrôle le métabolisme et, via l'axe HPA, les comportements émotionnels / Type 2 diabetes and major depressive disorder are major health concerns, which are highly comorbid. Hypothalamic-pituitary-adrenal (HPA) axis dysfunction, associated with elevated circulating levels of glucocorticoids, was suggested to be a common mechanism for those pathologies. The hypothalamus, which mainly regulates the HPA axis, is a key integrative center, playing a role in both metabolic and emotional processes. By targeting hypothalamic nuclei, intestinal gluconeogenesis (IGN) exerts beneficial effects against the development of type 2 diabetes through the stimulation of the vagal and spinal nerves. We therefore evaluated whether IGN, via the hypothalamus, may represent a putative common regulator of metabolic and emotional disorders.In the absence of IGN, mice exhibited HPA axis dysregulation along with decreased glucocorticoid-mediated negative feedback (due to molecular modifications), highlighted by hypercortisolism and glucocorticoid resistance. Using behavioral and molecular studies, we demonstrated that mice lacking IGN displayed phenotypic and neurobiological hallmarks of anxiety/depression-like state. Rescuing IGN by portal glucose infusion reversed neurobiological alterations of the HPA axis. Induction of IGN by a protein-enriched diet had anxiolytic and antidepressant effects. Together, these data raise the possibility that IGN by targeting hypothalamus, controls metabolism and, via the HPA axis, emotional behavior