L’hypertriglycéridémie (HTG) correspond à une accumulation des lipoprotéines riches en triglycérides (LRTG) dans la circulation plasmatique, conséquence d’une augmentation de leur synthèse ou plus classiquement décrit, d’une diminution de leur catabolisme. Dans près de 50% des cas, aucune cause génétique n’est identifiée chez les patients présentant une présentant une HTG sévère, aussi bien dans le cadre du syndrome de chylomicronémie familiale (FCS) que dans celui du syndrome de chylomicronémie multifactorielle (MCS). Pour améliorer nos connaissances et la caractérisation de ces patients, la conduction de corrélations phénotypes-génotypes précises grâce à une collaboration clinico-biologique étroite, ainsi que le développement d’outils de diagnostic moléculaire performants, demeurent un enjeu majeur. Premièrement, l’évaluation de la concentration pré-héparinique en LPL et l’activité post-héparinique 60 minutes après l’injection d’héparine chez 62 patients MCS caractérises génétiquement a permis la mise en évidence deux sous-groupes chez ces patients. Deuxièmement, le développement d’une stratégie séquençage de nouvelle génération permettant d’explorer simultanément les 9 gènes les plus prévalents dans les hypercholestérolémies, les hypocholestérolémies et les hypertriglycéridémies, a permis de détecter les variants nucléotidiques avec une sensibilité équivalente au séquençage Sanger mais aussi de détecter des grands réarrangements. L’ensemble des résultats souligne la complexité des mécanismes de régulation du métabolisme des LRTG et l’intérêt de l’étude des interactions gène-gène. Ainsi, ces travaux ont permis de mettre en évidence de nouvelles hypothèses à explorer pour la compréhension des mécanismes physiopathologiques des HTG sévères et d’améliorer les outils disponibles pour les études de corrélation génotype-phénotype / Hypertriglyceridemia (HTG) correspond to an increase of triglyceride-rich lipoproteins (TGRL) circulating concentration, as a consequence of an increase in the synthesis of or a decrease in their catabolism, most classically described. In nearly 50% of patients with severe hypertriglyceridemia (HTG), no genetic cause is identified, either in familial chylomicronemia syndrome (FCS) or in multifactorial chylomicronemia syndrome (MCS). To gain new insights and to improve patient’s characterization, it remains important to conduct accurate phenotype-genotype association studies through close collaboration with referent lipidologists, and to develop high-performance tools for molecular diagnosis. Firstly, the assessment of pre-heparin LPL concentration as well as LPL activity 60 minutes after heparin injection, enabled the identification of two subgroups within 62 genotyped MCS patients Secondly, the development of a new sequencing generation workflow exploring simultaneously the 9 most prevalent genes in dyslipidemia, allowed the detection of single nucleotide variations with sensitivity equivalent to Sanger sequencing, but also allowed the detection of copy number variations. Collective consideration of the results underlines the complexity of the regulation mechanisms of TGRL metabolism and the interest of gene-gene interactions study. Thus, the studies presented herein bring new hypothesis to explore for understanding the pathophysiological mechanisms of severe HTG and to improve molecular diagnosis tools available for phenotype-genotype association studies

Les progrès thérapeutiques dans le domaine de l'infection par le Virus de l'Immunodéficience Humaine (VIH) ont transformé le pronostic de cette pathologie. Les personnes séropositives pour le VIH se heurtent aux mêmes difficultés rencontrées dans les autres types de pathologie chroniques : difficultés à suivre un traitement régulièrement, effets secondaires des traitements et perte d'efficacité des molécules. Afin d'améliorer la prise en charge de ces personnes, de nouvelles molécules comme, par exemple, les analogues non-nucléosidiques (ANN), ont été développées en substitution aux antiprotéases. Notre travail de recherche concerne l'évaluation prospective des facteurs prédictifs de l'échec virologique des ANN, hors essai thérapeutique. Concernant les complications à long terme, nous avons comparé les modifications lipidiques des deux principales molécules appartenant à la classe des ANN. Considérant qu'il n'allait pas de soi qu'une simplification de posologie de deux à une prise par jour pouvait significativement améliorer l'observance, nous avons réalisé un essai randomisé afin de comparer les deux posologies. Enfin, nous avons réalisé une revue de la littérature des essais de non infériorité dans le domaine des traitements du VIH. Nous avons ainsi mis en évidence l'impact des interruptions de traitement pendant plus de 48 heures sur le risque de résistance génotypique aux ANN et confirmé le rôle indépendant de la dépression dans le risque d'échappement virologique. Le remplacement de l'efavirenz par la névirapine réduisait le risque cardiovasculaire à 10 ans de 20%. Le passage à la névirapine en une prise par jour était bien toléré mais l'augmentation moyenne du taux d'observance mesuré par pilulier électronique était marginale. Enfin, les standards méthodologiques relatifs aux essais de non infériorité étaient rarement respectés, rendant l'interprétation de ces études difficile. Notre travail a ainsi contribué à améliorer les connaissances de la prise en charge à long terme des personnes infectées par le VIH en explorant les relations complexes entre les données virologiques, les propriétés pharmacologiques des molécules et les comportements humains

L'obésité est une maladie multifactorielle qui constitue un facteur de risque de nombreuses pathologies, notamment les maladies cardiovasculaires, le diabète et les maladies neurodégénératives. Des études épidémiologiques récentes suggèrent un effet obésogène des contaminants environnementaux, mais peu d'informations sont disponibles sur leur effet potentiel sur le métabolisme des lipoprotéines hépatiques. L'objectif de cette étude était de déterminer l'effet de polluants environnementaux de la famille des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) sur trois récepteurs des lipoprotéines, le récepteur des LDL (LDL-R), le lipolysis-stimulated lipoprotein receptor (LSR) et le scavenger receptor B1 (SR-B1) ainsi que sur les ATP binding cassette transporter A1 (ABCA1) et G1 (ABCG1) en utilisant des modèles cellulaires et/ou animaux. Les études par immunoblots et immunofluorescence in vitro ont révélé que l'exposition de cellules Hepa1-6 au B[a]P diminue de manière significative les taux de protéine LSR, LDL-R et ABCA1, alors qu’aucune modification significative du taux et de l’activité du LSR n’a été observée lors d’une exposition au pyrène ou au phénanthrène. L’analyse en temps réel par PCR et les études avec la lactacystine ont révélé que cet effet était dû principalement à une augmentation de la dégradation par le protéasome plutôt qu’à une diminution de la transcription ou à une augmentation de la dégradation lysosomale. En outre, les ligand-blots ont révélé que les lipoprotéines exposées au B[a]P avaient une affinité réduite pour le LSR ou le LDL-R. Des souris C57Bl/6RJ ont été traitées par le B[a]P (0,5 mg / kg, i.p) toutes les 48 h pendant 15 jours. Le gain de poids observé est accompagné d’une augmentation des taux de triglycérides et de cholestérol plasmatiques, du taux de cholestérol hépatique, et d’une diminution du taux de LDL-R et ABCA1 chez animaux traités au B[a]P par rapport aux témoins. Les corrélations observées entre les taux de LSR et de LDL-R hépatiques chez les souris contrôle ne sont plus observées chez les souris traitées au B[a]P, ce qui suggère un dérèglement du métabolisme des lipoprotéines hépatiques. Ces résultats suggèrent que la prise de poids induite par le B[a]P est peut-être liée à son action inhibitrice sur le LSR et le LDL-R, ainsi que sur l’ABCA1 et le métabolisme des lipoprotéines hépatiques, ce qui conduit à un statut lipidique modifié chez les souris traitées au B[a]P, donnant ainsi un nouvel éclairage sur les mécanismes sous-jacents de la contribution des polluants tels que le B[a]P à la perturbation de l'homéostasie lipidique, susceptible de contribuer à la dyslipidémie associée à l'obésité / Obesity is a multifactorial disorder that represents a significant risk factor for many pathologies including cardiovascular diseases, diabetes and neurodegenerative diseases. Recent epidemiological studies suggest potential obesogenic effects of environmental contaminants, but little information is available on their potential effect on hepatic lipoprotein metabolism. The objective of this study was to determine the effect of the common environmental pollutants, belonging to polycyclic aromatic hydrocarbon (HAP) on three lipoprotein receptors, the LDL-receptor (LDL-R), the scavenger receptor B1 (SRB1) and the lipolysis-stimulated lipoprotein receptor (LSR) as well as the ATP binding cassette transporters A1 (ABCA1) and G1 (ABCG1) using cell and/or animal models. Immunoblot and immunofluorescence in vitro studies revealed that exposure of Hepa1-6 to benzo[a]pyrene (B[a]P) significantly decreased LSR, LDL-R and ABCA1 protein levels, whereas no significant changes in protein levels and LSR activity where observed upon cell treatment with pyrene or phenanthrene. Real-time PCR analysis, lactacystin and chloroquine studies revealed that this effect was due primarily to increased proteasome-mediated degradation rather than to decreased transcription or to increased lysosomal degradation. Furthermore, ligand blots revealed that lipoproteins exposed to B[a]P displayed markedly decreased binding to LSR or LDL-R. C57Bl/6RJ mice were treated with B[a]P (0.5 mg/kg, i.p) every 48 h for 15 days. The increased weight gain observed was accompanied by increased plasma triglycerides and cholesterol levels, increased liver cholesterol content, and decreased LDL-R, ABCA1, ABCG1 and SR-B1 protein levels in B[a]P-treated animals as compared to controls. Correlations observed between hepatic LSR and LDL-R levels in control mice were no longer observed in B[a]P treated mice, suggesting a potential dysregulation of hepatic lipoprotein metabolism.Taken together, these results suggest that B[a]P-induced weight gain may be due its inhibitory action on LSR and LDL-R, as well as ABCA1 and lipoprotein metabolism in the liver, which leads to the modified lipid status in B[a]P-treated mice, thus providing new insight into mechanisms underlying the involvement of pollutants such as B[a]P in the disruption of lipid homeostasis, potentially contributing to dyslipidemia associated with obesity

Le syndrome de chylomicronémie multifactorielle (MCS) est une maladie complexe au cours de laquelle les valeurs de triglycérides (TG) dépassent 10 mmol/L. Le MCS se manifeste à l'âge adulte et a une prévalence d’environ 1 adulte sur 600 au Québec. Deux conditions doivent être réunies pour développer cette maladie : une composante génétique (oligogénique ou polygénique) ainsi que la présence de facteurs de risque reliés au style de vie (une alimentation riche en gras et en sucres raffinés, une consommation excessive d'alcool, un diabète non contrôlé ou l'obésité). Le MCS est une condition de santé grave, puisqu’il augmente considérablement le risque de pancréatites aigües et peut doubler le risque de maladies cardiovasculaires. Actuellement, il n’y a pas d’étude d’intervention nutritionnelle, réalisée dans cette population, qui permette de connaitre l’approche nutritionnelle la plus bénéfique. Ce mémoire présente les résultats d’une étude croisée randomisée dont l’objectif était d’évaluer l’impact d’une diète faible en lipides et d’une diète faible en glucides sur le profil lipidique à jeun et postprandial chez des patients atteints de MCS en fonction de la présence d’un variant rare à l’état hétérozygote du gène de la lipoprotéine lipase (LPL). Les résultats de cette étude suggèrent qu’une diète faible en lipides permettrait une diminution plus importante des TG chez les sujets porteurs d’un variant rare à l’état hétérozygote de la LPL et pourrait ultimement contribuer à réduire le risque de pancréatite aigüe sur le long terme. / Multifactorial chylomicronemia syndrome (MCS) is a complex disease in which triglyceride (TG) values exceed 10 mmol/L. MCS occurs in adulthood and has a prevalence of approximately 1 in 600 adults in Quebec. Two conditions must be met to develop this disease: a genetic component (oligogenic or polygenic) as well as the presence of lifestyle risk factors (a diet high in fat and refined sugars, excessive alcohol consumption, uncontrolled diabetes or obesity). MCS is a serious health condition, as it significantly increases the risk of acute pancreatitis and can double the risk of cardiovascular disease. Currently, there are no nutritional intervention studies conducted in this population to determine the most beneficial nutritional approach. This thesis presents the results of a randomized crossover study whose objective was to evaluate the impact of a low-fat diet and a low-carbohydrate diet on the fasting and postprandial lipid profile in patients with SCD according to the presence of a rare heterozygous lipoprotein lipase (LPL) gene variant. The results of this study suggest that a low-fat diet would result in a greater reduction in TGs in subjects with a rare heterozygous variant of LPL and may ultimately help reduce the risk of acute pancreatitis in the long term.

Je tiens à remercier les bourses des IRSC en collaboration avec le programme COPSE, les Bourses du Programme de Sciences biomédicales 2014-2015 et les Bourses d’excellence de la Faculté des études supérieures et post-doctorales Hydro-Québec (2015- 2016) pour leur contribution. / Introduction. Avec l’optimisation des traitements, le taux de guérison de la leucémie lymphoblastique aigüe (LLA) de l’enfant approche 90%. Cependant, 60% des survivants devront faire face à des complications à long-terme en lien avec les traitements. Ces patients ont un risque accru de complications cardiométaboliques telles que l’obésité, la résistance à l’insuline, la dyslipidémie et l’hypertension artérielle. Alors qu’il est reconnu que des facteurs génétiques contribuent au développement de ces complications, peu d’études ont observé l’impact de ces déterminants chez les survivants. Le but de cette étude est d’évaluer les associations entre les variantes rares et communes et le développement des complications cardiométaboliques chez les survivants de la LLA. Méthodes. La caractérisation du profil cardiométabolique et le séquençage de l’exome ont été réalisés dans une cohorte de 209 survivants de la LLA pédiatrique. Les variantes associées avec les complications cardiométaboliques ont été identifiées avec PLINK (commune) ou SKAT (rare et commune) et une régression logistique a été utilisée pour évaluer leur impact dans des modèles multivariés. Résultats. Nos analyses ont démontré que des variantes rares et communes dans les gènes BAD et FCRL3 sont associées au risque de présenter un phénotype dit extrême, soit trois facteurs de risque cardiométabolique et plus. Les variantes communes dans OGFOD3 et APOB et les variantes rares et communes dans BAD ont été associées à la dyslipidémie. Les variantes communes dans BAD et SERPINA6 ont été associées respectivement à l’obésité et la résistance à l’insuline. Conclusion. Notre étude a révélé une susceptibilité génétique au développement des complications cardiométaboliques chez les survivants de la LLA pédiatrique. Ces biomarqueurs pourront être utilisés pour la détection précoce et l’intervention chez cette population à haut risque. / Background. While cure rates for childhood acute lymphoblastic leukemia (cALL) now exceed 80%, over 60% of survivors will face treatment-related long-term sequelae, including cardiometabolic complications such as obesity, insulin resistance, dyslipidemia and hypertension. Although genetic susceptibility contributes to the development of these problems, there are very few studies that have so far addressed this issue in a cALL survivorship context. In this study, we aimed at evaluating the associations between common and rare genetic variants and long-term cardiometabolic complications in survivors of cALL. Method. We examined the cardiometabolic profile and performed whole-exome sequencing in 209 cALL survivors from the PETALE cohort. Variants associated with cardiometabolic outcomes were identified using PLINK (common) or SKAT (common and rare) and a logistic regression was used to evaluate their impact in multivariate models. Results. Our results showed that rare and common variants in the BAD and FCRL3 genes were associated (p<0.05) with an extreme cardiometabolic phenotype (3 or more cardiometabolic risk factors). Common variants in OGFOD3 and APOB as well as rare and common BAD variants were significantly (p<0.05) associated with dyslipidemia. Common BAD and SERPINA6 variants were associated (p<0.05) with obesity and insulin resistance, respectively. Conclusion. In summary, we identified genetic susceptibility loci as contributing factors to the development of late treatment-related cardiometabolic complications in cALL survivors. These biomarkers could be used as early detection strategies to identify susceptible individuals and implement appropriate measures and follow-up to prevent the development of risk factors in this high-risk population.

L’hypothèse de cette thèse est qu’une pratique collaborative médecins de famille-pharmaciens communautaires (PCMP) où le pharmacien fournit des soins pharmaceutiques avancés avec ajustement posologique d’une statine permettrait aux patients avec une dyslipidémie une réduction plus importante de leur LDL et augmenterait le nombre de patients atteignant leurs cibles lipidiques. Dans une étude clinique contrôlée et randomisée en grappe visant à évaluer une PCMP pour des patients ayant une dyslipidémie (l’étude TEAM), une journée de formation basée sur un protocole de traitement et des outils cliniques a été offerte aux pharmaciens PCMP pour les préparer à fournir des soins pharmaceutiques avancés. Les connaissances des pharmaciens sur les dyslipidémies étaient faibles avant la formation mais se sont améliorées après (moyenne de 45,8% à 88,2%; p < 0,0001). Après la formation, les pharmaciens avaient un haut niveau d’habiletés cliniques théoriques et pratiques. Bref, une journée de formation basée sur un protocole de traitement et des outils cliniques était nécessaire et adéquate pour préparer les pharmaciens à fournir des soins pharmaceutiques avancés à des patients ayant une dyslipidémie dans le contexte d’une étude clinique. Dans l’étude TEAM, 15 grappes de médecins et de pharmaciens (PCMP : 8; soins habituels (SH) : 7) ont suivi pendant un an, 225 patients (PCMP : 108; SH : 117) à risque modéré ou élevé de maladie coronarienne qui débutaient ou étaient déjà traités par une monothérapie avec une statine mais qui n’avaient pas atteint les cibles lipidiques. Au départ, par rapport aux patients SH, les patients PCMP avaient un niveau de LDL plus élevé (3,5 mmol/L vs 3,2 mmol/L) et recevaient moins de statine à puissance élevée (11,1 % vs 39,7 %). Après 12 mois, la différence moyenne du changement de LDL entre les groupes était égale à -0,2 mmol/L (IC95%: -0,3 à -0,1) et -0,04 (IC95%: -0,3 à 0,2), sans ajustement et avec ajustement, respectivement. Le risque relatif d’atteindre les cibles lipidiques était 1,10 (IC95%: 0,95 à 1,26) et 1,16 (1,01 à 1,32), sans ajustement et avec ajustement, respectivement. Les patients PCMP ont eu plus de visites avec un professionnel de la santé et d’analyses de laboratoire et étaient plus enclins à rapporter des changements de style de vie. La PCMP a amélioré l’adhésion aux lignes directrices en augmentant la proportion de patients aux cibles lipidiques. Les données intérimaires de l’étude TEAM (PCMP : 100 patients; SH : 67 patients) ont permis d’évaluer les coûts directs annuels du suivi du pharmacien du groupe PCMP (formation, visites, laboratoire), du médecin (visites, laboratoire) et du traitement hypolipémiant. Le suivi du pharmacien a coûté 404,07$/patient, incluant 320,67$ pour former les pharmaciens. Le coût global incrémental était 421,01$/patient. Une pratique collaborative pour des patients ayant une dyslipidémie engendre un coût raisonnable. / The hypothesis was that a family physician-community pharmacist collaborative care (PPCC) model where the pharmacist provides advanced pharmaceutical care including statin dosage adjustment would provide a greater LDL reduction to dyslipidemia patients and increase the number of patients reaching their target lipid levels. . In a cluster randomised controlled trial to evaluate a PPCC model for patients with dyslipidemia (TEAM study), a one-day workshop based on a treatment protocol and specific clinical tools was offered to prepare PPCC pharmacists to provide advanced pharmaceutical care to dyslipidemia patients. Pharmacists knowledge on dyslipidemia was low before the workshop but significantly improved thereafter (overall score from 45,8% to 88,2%; p < 0,0001). After the workshop, pharmacists showed a high level of theoretical and practical skills. Finally, a one-day workshop based on a treatment protocol and clinical tools was necessary and adequate to prepare pharmacists to provide advanced pharmaceutical care to patients with dyslipidemia in the context of a clinical trial. In the TEAM study, 15 clusters of physicians and pharmacists (PPCC: 8; usual care (UC) : 7) followed for 1 year, 225 patients (PPCC: 108; UC:117) at moderate or high risk of coronary heart disease who initiated or were already treated with a statin monotherapy but who did not achieved target lipid levels. At baseline, compared to UC patients, PPCC patients had a higher level of LDL (3.54 mmol/L vs 3.22 mmol/L) and were prescribed less high-potency statin (11,1% vs 39,7%). At 12 months, the crude and adjusted between group-differences in the mean change in LDL-C were equal to -0.2 mmol/L (95%CI: -0.3 to -0.1) and -0.04 (95%CI: -0.3 to 0.2), respectively. The crude and the adjusted relative risk of achieving lipid targets were equal to 1.10 (95%CI: 0.95 to 1.26) and 1.16 (1.01 to 1.32), respectively. PPCC patients had more health-professional visits and laboratory tests, were more likely to have their lipid-lowering treatment changed, and to report lifestyle changes. PPCC improved adherence to treatment-guideline recommendations with higher proportion of patients achieving their target lipid levels. From an interim analysis of the TEAM study (PPCC: 100 patients; UC: 67 patients) the annual direct costs for the pharmacist follow-up in the PPCC group (training, visits, laboratories), physician follow-up (visits, laboratories) and lipid-lowering treatment were evaluated. The cost for the pharmacist follow-up was $404.07/patient, including $320.67 to train pharmacists. The incremental overall cost was $421.01/patient. Finally, a PPCC for patients with dyslipidemia entails a reasonable cost.

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.

La maladie d'Alzheimer (MA) est une démence neurodégénérative caractérisée par des pertes de la mémoire et des troubles cognitifs. La toxicité des oligomères solubles du peptide [bêta]-amyloïde (A[bêta]Os) est centrale dans la phase précoce de la maladie. L'absence de traitements curatifs, l'aspect chronique des mécanismes pathogéniques et le partage de facteurs de risque communs avec les pathologies cardiovasculaires, notamment les paramètres alimentaires et le métabolisme lipidique, doivent inciter à considérer l'intérêt de méthodes préventives permettant d'empêcher l'apparition de la maladie. Dès lors, l'approche nutritionnelle apparaît comme une stratégie capable de limiter sa prévalence. Une souris modèle des stades précoces de MA nous a permit d'évaluer le potentiel préventif d'une alimentation enrichie en acide docosahexaénoïque (DHA, C22:6, n-3). Les résultats obtenus montrent qu'un apport alimentaire suffisant en DHA conduit à en enrichir les membranes dans les différentes structures cérébrales. En conséquence, les fonctions synaptiques sont préservées, même après exposition aigüe aux A[bêta]Os, ce qui maintient les capacités cognitives des souris exposées. Nous avons ensuite développé des stratégies nutritionnelles permettant d'évaluer les effets bénéfiques de DHA contre la dyslipidémie induite par l'alimentation et les déficits cognitifs associés au vieillissement normal ou pathologique. Les résultats obtenus à l'issue de notre étude révèlent qu'un apport alimentaire en DHA est capable de prévenir la dyslipidémie provoquée par un régime riche en lipides et de retarder le déclin cognitif lié au vieillissement cérébral normal ou pathologique / Alzheimer's disease is a neurodegenerative aging-related dementia that is characterized by loss of memory and cognitive disorders. Toxicity of soluble oligomers of [beta]-amyloid peptide (sOA[beta]) is a key element in early stages of the disease. Absence of curative therapies, chronic aspects of the pathogenic mechanisms implicated and influence of common risk factors shared with the cardiovascular diseases, including dietary parameters and lipid metabolism, should widely encourage considering the interest of preventive interventions allowing slowing the progression and delaying the clinical onset of Alzheimer's-related troubles. Therefore, nutritional approaches could appear as a strategy able to reduce the prevalence of this disease. Early Alzheimer's mouse model allowed us to assess the preventive potential of diets supplemented in docosahexaenoic acid (DHA, C22:6 n-3). Our results show that adequate dietary intake of DHA lead to increased levels in different brain structures. Consequently, hippocampal and cortical synaptic functions were preserved, even upon acute exposure to A[beta] oligomers, maintaining or improving the cognitive capacities of A[beta]-exposed mice. These improvements were positively correlated with DHA-enrichment associated in hippocampus and with preserved synaptic integrity. We also designed nutritional strategies in order to evaluate the beneficial effects of DHA on diet-induced dyslipidemia as well as on cognitive impairment and neurodegenerative processes associated with normal or pathologic aging. Our results show that dietary DHA can prevent high-fat diet-induced dyslipidemia and delay cognitive decline related with normal or pathological aging

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L’hypothèse de cette thèse est qu’une pratique collaborative médecins de famille-pharmaciens communautaires (PCMP) où le pharmacien fournit des soins pharmaceutiques avancés avec ajustement posologique d’une statine permettrait aux patients avec une dyslipidémie une réduction plus importante de leur LDL et augmenterait le nombre de patients atteignant leurs cibles lipidiques. Dans une étude clinique contrôlée et randomisée en grappe visant à évaluer une PCMP pour des patients ayant une dyslipidémie (l’étude TEAM), une journée de formation basée sur un protocole de traitement et des outils cliniques a été offerte aux pharmaciens PCMP pour les préparer à fournir des soins pharmaceutiques avancés. Les connaissances des pharmaciens sur les dyslipidémies étaient faibles avant la formation mais se sont améliorées après (moyenne de 45,8% à 88,2%; p < 0,0001). Après la formation, les pharmaciens avaient un haut niveau d’habiletés cliniques théoriques et pratiques. Bref, une journée de formation basée sur un protocole de traitement et des outils cliniques était nécessaire et adéquate pour préparer les pharmaciens à fournir des soins pharmaceutiques avancés à des patients ayant une dyslipidémie dans le contexte d’une étude clinique. Dans l’étude TEAM, 15 grappes de médecins et de pharmaciens (PCMP : 8; soins habituels (SH) : 7) ont suivi pendant un an, 225 patients (PCMP : 108; SH : 117) à risque modéré ou élevé de maladie coronarienne qui débutaient ou étaient déjà traités par une monothérapie avec une statine mais qui n’avaient pas atteint les cibles lipidiques. Au départ, par rapport aux patients SH, les patients PCMP avaient un niveau de LDL plus élevé (3,5 mmol/L vs 3,2 mmol/L) et recevaient moins de statine à puissance élevée (11,1 % vs 39,7 %). Après 12 mois, la différence moyenne du changement de LDL entre les groupes était égale à -0,2 mmol/L (IC95%: -0,3 à -0,1) et -0,04 (IC95%: -0,3 à 0,2), sans ajustement et avec ajustement, respectivement. Le risque relatif d’atteindre les cibles lipidiques était 1,10 (IC95%: 0,95 à 1,26) et 1,16 (1,01 à 1,32), sans ajustement et avec ajustement, respectivement. Les patients PCMP ont eu plus de visites avec un professionnel de la santé et d’analyses de laboratoire et étaient plus enclins à rapporter des changements de style de vie. La PCMP a amélioré l’adhésion aux lignes directrices en augmentant la proportion de patients aux cibles lipidiques. Les données intérimaires de l’étude TEAM (PCMP : 100 patients; SH : 67 patients) ont permis d’évaluer les coûts directs annuels du suivi du pharmacien du groupe PCMP (formation, visites, laboratoire), du médecin (visites, laboratoire) et du traitement hypolipémiant. Le suivi du pharmacien a coûté 404,07$/patient, incluant 320,67$ pour former les pharmaciens. Le coût global incrémental était 421,01$/patient. Une pratique collaborative pour des patients ayant une dyslipidémie engendre un coût raisonnable. / The hypothesis was that a family physician-community pharmacist collaborative care (PPCC) model where the pharmacist provides advanced pharmaceutical care including statin dosage adjustment would provide a greater LDL reduction to dyslipidemia patients and increase the number of patients reaching their target lipid levels. . In a cluster randomised controlled trial to evaluate a PPCC model for patients with dyslipidemia (TEAM study), a one-day workshop based on a treatment protocol and specific clinical tools was offered to prepare PPCC pharmacists to provide advanced pharmaceutical care to dyslipidemia patients. Pharmacists knowledge on dyslipidemia was low before the workshop but significantly improved thereafter (overall score from 45,8% to 88,2%; p < 0,0001). After the workshop, pharmacists showed a high level of theoretical and practical skills. Finally, a one-day workshop based on a treatment protocol and clinical tools was necessary and adequate to prepare pharmacists to provide advanced pharmaceutical care to patients with dyslipidemia in the context of a clinical trial. In the TEAM study, 15 clusters of physicians and pharmacists (PPCC: 8; usual care (UC) : 7) followed for 1 year, 225 patients (PPCC: 108; UC:117) at moderate or high risk of coronary heart disease who initiated or were already treated with a statin monotherapy but who did not achieved target lipid levels. At baseline, compared to UC patients, PPCC patients had a higher level of LDL (3.54 mmol/L vs 3.22 mmol/L) and were prescribed less high-potency statin (11,1% vs 39,7%). At 12 months, the crude and adjusted between group-differences in the mean change in LDL-C were equal to -0.2 mmol/L (95%CI: -0.3 to -0.1) and -0.04 (95%CI: -0.3 to 0.2), respectively. The crude and the adjusted relative risk of achieving lipid targets were equal to 1.10 (95%CI: 0.95 to 1.26) and 1.16 (1.01 to 1.32), respectively. PPCC patients had more health-professional visits and laboratory tests, were more likely to have their lipid-lowering treatment changed, and to report lifestyle changes. PPCC improved adherence to treatment-guideline recommendations with higher proportion of patients achieving their target lipid levels. From an interim analysis of the TEAM study (PPCC: 100 patients; UC: 67 patients) the annual direct costs for the pharmacist follow-up in the PPCC group (training, visits, laboratories), physician follow-up (visits, laboratories) and lipid-lowering treatment were evaluated. The cost for the pharmacist follow-up was $404.07/patient, including $320.67 to train pharmacists. The incremental overall cost was $421.01/patient. Finally, a PPCC for patients with dyslipidemia entails a reasonable cost.