Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2008-2009 / L'obésité est devenue un problème d'envergure dans la société actuelle en raIson de l'inactivité physique et de la mauvaise alimentatior. Ainsi, un nombre croissant d'individus se retrouvent en balance énergétique positive, ce qui les conduit à accumuler un surplus de graisses. Cette accumulation de graisses, lorsqu'elle se fait de façon prédominante au niveau du tissu adipeux viscéral, semble particulièrement nocive pour la santé, notamment pour le risque de développer plusieurs complications métaboliques menant éventuellement aux maladies cardiovasculaires et au diabète de type 2. D'une part, l'endocrinologie du tissu adipeux semble être la clé d'une meilleure compréhension de l'obésité, de l'accumulation de graisse viscérale et du développement de ses conséquences alors que, d'autre part, l'alimentation semble être une partie de la solution au problème, puisqu'elle exerce un rôle de premier plan dans l'induction d'une balance énergétique négative conduisant à la perte de poids, celle-ci associée à la diminution de l'obésité et des risques pour la santé.

La cause principale de l'obésité provient d'un bilan calorique positif, ce qui stimule le corps à stocker cet excès dans le tissu adipeux. Jusqu'à présent, ce problème n'a pu être élucidé. L'objectif des études sur l'obésité est de trouver des mesures concrètes de prévention ou des traitements efficaces pour les personnes obèses ou souffrant de maladies qui y sont associées. Le tissu adipeux est un organe endocrinien produisant diverses hormones, nommées adipokines, impliquées tant dans le développement que la prévention de l'obésité, et est donc une cible logique pour nos études. La protéine stimulant l'acylation (ASP) est une hormone produite par le tissu adipeux qui joue un rôle au niveau de l'absorption des triglycérides alimentaires et pourrait ainsi réguler le développement de l'obésité. L'objectif de cette thèse est d'étudier diverses populations humaines sous des conditions (internes ou externes) variables et de mesurer l'altération des concentrations d'hormones provenant du tissu adipeux, principalement l'ASP, en fonction du groupe de population ou de l'état métabolique, et de mesurer en plus l'association entre ces hormones et les facteurs de risques liés à l'obésité et ses co-morbidités. L'objectif global sera atteint à l'aide de cinq études : 1) Mesurer les niveaux d'adipokines chez des adultes en santé voyageant à des hautes altitudes afin de déterminer les effets de l'exercice/hypoxie sur les fonctions du tissu adipeux. 2) Déterminer les effets d'une intervention pharmacologique (via les bêta-bloquants) sur les concentrations plasmatiques d'ASP durant des périodes d'exercice et postprandiales. 3) Comparer les concentrations plasmatiques d'ASP chez une population inuit à celles retrouvées chez une population caucasienne et vérifier si l'ASP est associée aux facteurs de risques cardiovasculaires dans ces deux populations. 4) Analyser les concentrations d'ASP et de sa protéine précurseur, le C3, chez des individus chinois atteints de divers problèmes cardiovasculaires. Et finalement, 5) Déterminer les conséquences métaboliques et le profil d'adipokines d'enfants nés de mères obèses ou ayant subi une amélioration métabolique marquée suite à une chirurgie bariatrique. Nous avons observé que l'ASP répond de façon différente en fonction de l'état de santé du sujet, de la signalisation bêta-adrénergique, de l'altitude, de l'ethnicité et du milieu intra-utérin. Elle agit comme lien entre la fonction du tissu adipeux, la satiété et l'immunité : tous des facteurs importants dans la détermination du développement et de la progression de l'obésité ainsi que de son traitement. Les données présentées ici suggèrent que le tissu adipeux et les hormones qu'il sécrète sont des éléments critiques dans le développement de l'obésité et qu'ils pourraient ainsi être la cible de traitements contre l'obésité.

Le développement des insectes est régulé par diverses hormones dont les deux principales sont la 20-hydroxyecdysone et l'hormone juvénile. Certains facteurs endogènes ou exogènes comme la diapause et le parasitisme, respectivement, peuvent perturber le développement chez les Lépidoptères. Dans les deux cas, le développement est arrêté soit de façon temporaire dans le cas de la diapause, soit jusqu'à la mort de l'insecte dans le cas du parasitisme. Chez les larves de deuxième stade de la tordeuse des bourgeons de l'épinette, Choristoneura fumiferana (Clem.) (Lepidoptera : Tortricidae), la diapause est caractérisée par la suppression des titres 20-hydroxyecdysone. Toutefois, les titres de cette hormone chez des larves de sixième (dernier) stade de Lacanobia oleracea (Lepidoptera : Noctuidae) parasitées par Eulophus pennicornis (Hymenoptera : Eulophidae), ne sont pas affectés de façon significative par rapport à ceux observés chez des larves de sixième stade non parasitées, malgré un arrêt apparent du développement.

Les lixiviats des sites d’enfouissement, formés des eaux de pluie et de fonte de neige percolées à travers les cellules d’enfouissement, constituent un défi pour les filières conventionnelles de traitement des eaux. Ceci est dû à la complexité de ce type d’eaux polluées, mais aussi à la panoplie de contaminants émergents qu’elles peuvent contenir. Par ailleurs, l’évolution des exigences réglementaires en matière de l’environnement requiert un traitement séparé et distinct de eaux de lixiviats par rapport aux stations de traitement des eaux usées urbaines. L’un des produits ubiquitaire au lixiviat est le bisphénol A (BPA) qui est considéré comme un perturbateur endocrinien dû à sa capacité de mimer certaines hormones endocriniennes. Il conduit, entre autre, à la féminisation de certaines espèces aquatiques suite à une réduction d’hormones masculines lors de la différenciation embryonnaire. La destruction de cellules testiculaires, la diminution de production de spermatozoïdes et des oeufs sont également reportés lors de tests au laboratoire. La majorité des études conduites à ce niveau sont par rapport à la présence de BPA dans les eaux usées urbaines. Le présent projet vise l’investigation de la présence et de l’élimination du BPA au niveau d’une station de traitement biologique de lixiviats d’un site d’enfouissement technique au Centre-du-Québec (Canada). Cette installation consiste principalement en un traitement biologique comprenant un réacteur biologique séquentiel précédé par un étang d’accumulation et de régulation. Les résultats de quantification des échantillons prélevés montrent une concentration élevé en BPA de l’ordre de 5 823 ± 575 μg /L à l’entrée de la station et de 256 ± 9 μg/L à la sortie. Le rendement global d’élimination de la station affiche une valeur de 98%. L’adsorption du BPA sur les biosolides semble être un mécanisme d’élimination qui doit être pris en considération. Les tests menés au laboratoire montrent que le BPA s’adsorbe sur les biosolides selon le modèle de Freundlich avec un coefficient de corrélation de 0,986 contrairement au modèle de Langmuir (0,766) ou encore de Dubinin-Radushkevich (0,811). La cinétique réactionnelle de l’adsorption suit une réaction de pseudo deuxième ordre avec une vitesse d’adsorption de 0,0043 g/μg.min et est contrôlée par la diffusion intraparticulaire et la couche limite. D’un point de vue thermodynamique, la réaction est spontanée et exothermique avec des liaisons faibles de type van der Waals et électrostatiques.

Les stéroïdes jouent un rôle préponderant dans la différenciation des gonades de l’amphibien Pleurodeles waltl. De plus, une inversion sexuelle peut être induite par différents facteurs comme la température d’élevage ou les stéroïdes exogènes. L’objectif de la thèse était double : étudier l’effet d’oestrogeno-mimétiques et caractériser l’expression des récepteurs des oestrogènes et des androgènes. Ethynylestradiol a entraîné l’inversion sexuelle des larves génétiquement mâles. Ce composé est plus éfficace que l’oestradiol. A la dose susceptible de se retrouver en milieu naturel, le développement des canaux de Müller est stimulé. La différenciation des oviductes chez les larves mâles pourrait donc constituer un bon indicateur du potentiel oestrogeno-mimétique de diverses molécules. Le récepteur alpha des oestrogènes et le récepteur des androgènes ont été clonés. Chez l’adulte, l’ARN messager d’ERalpha est présent spécifiquement dans les tissus reproducteurs. Chez les larves, un taux de messager plus élevé dans les gonades femelles que dans les gonades mâles a été observé, mais cette différence apparait après l’augmentation d’expression de l’aromatase. Lors de l’élevage des larves femelles à 32°C, l’expression d’ERalpha est inhibée et la différence entre gonades mâles et femelles n’est plus observée. Les stéroïdes n’influencent pas l’expression d’ERalpha dans les gonades, en revanche les traitements par la testostérone et la DHT provoquent une forte augmentation de l’espression d’ERalpha dans les compartiments mésonéphros-organe interrénal. Chez l’adute, l’anticorps polyclonal du récepteur des androgènes montre que la protéine AR n’est présente que dans le testicule, l’ovaire, le cerveau, la rate et l’oviducte. Cependant chez les larves, le taux d’ARN messager d’AR est plus élevé dans les gonades femelles que dans les gonades mâles aux certains stades. Un fragment du promoteur de l’ERalpha a aussi été cloné. La mutagenèse dirigée a mis en évidence un élément de fixation du facteur CTCFL/BORIS susceptible de réguler l’expression. Ces études confirment l’importance de la signalisation oestrogénique pour la différenciation ovarienne et montrent que certains oestrogeno-mimétiques peuvent induire la différenciation des oviductes chez les mâles voir inverser leur sexe. / Steroids are important for sex differentiation in amphibian species Pleurodeles waltl. Besides, sex reversal can be induced by different factors, like the rearing temperature or exogenous steroids. This study has a double objective: to analyze effects of estrogen mimic chemicals and to characterize expression of estrogens and androgens receptors. The sex reversal in larvae of genotype male is induced by ethynylestradiol. This chemical is also more efficient than l’estradiol. At the concentration, which could be found in the nature, the development of mullerian duct is induced. Thus, oviduct differentiation in male larvae could be a good marker of endocrine potentiql of estrogen mimic chemicals. The estrogen receptor alpha and androgen receptor were isolated. In adult, ERalpha mRNA is present specifically in reproductive tissues. In larvae, higher level of ERalpha mRNA was observed in female gonads than in male ones; but such a difference appears after the increase of aromatase expression. ERalpha expression is inhibited in female larvae reared at 32°C, and the difference of expression between male and female was not observed. Steroids do not affect ERalpha expression in gonad, but treatments of testosterone and of DHT provoke a huge increase of ERalpha expression in mesonephros interrenal organ. In adult, a polyclonal antibody of androgens receptor reveals the presence of AR protein in testis, overy, brain, spleen and oviduct. Nevertheless, the level of AR mRNA is higher in female larvae than in male ones during the sex differentiation. A promoter region of ERalpha was also isolated. Site directed mutagenesis reveals a fixation element of factor TCTFL/BORIS, which is susceptible to regulate ERalpha expression. These studies confirm the importance of estrogenic signaling in ovary differentiation, they also demonstrate the capacity of certains estrogen mimic chemicals in oviduct differentiation induction even in male versus female sex reversal.

La dystrophie myotonique de type 1 (DM1), la maladie neuromusculaire la plus fréquente chez l’adulte, est causée par une expansion de CTG dans la partie 3’ non traduite du gène codant pour la protéine dystrophy myotonic protein kinase, DMPK. La forme adulte de la maladie est caractérisée, notamment, par une faiblesse musculaire, de la myotonie, des cataractes et des troubles cardiaques. La forme congénitale, la forme la plus sévère de la maladie, est caractérisée par de l’hypotonie, une détresse respiratoire aiguë et un retard psychomoteur important. La régénération des fibres musculaires est déficiente dans la forme adulte de DM1, tandis qu’un retard de maturation du système musculaire est observé dans la forme congénitale. A ce jour, les mécanismes moléculaires par lesquels l’expansion de CTG affecte le développement ou la régénération du système musculaire sont inconnus. Des travaux ont démontré que le sérum de mères ayant un enfant atteint de la forme congénitale de la DM1 contient un facteur soluble inhibant la différenciation terminale des myoblastes. Il est encore indéterminé si ce facteur est produit par la mère ou sécrété par le fœtus. Nous avons émis l’hypothèse qu’un facteur soluble était sécrété par les myoblastes prélevés de patients atteints de forme congénitale de la DM1 qui inhibe la différenciation terminale des précurseurs des cellules musculaires. Les résultats obtenus démontrent que les myoblastes DM1 sécrètent un facteur soluble de masse moléculaire inférieure à 30 kDa inhibant la différentiation myogénique. Cet effet est associé une diminution spécifique de la myogenin. L’effet de ce facteur soluble est proportionnel à la longueur de l’expansion des CTG. L’identification et la caractérisation du facteur soluble sécrété spécifiquement par les myoblastes DM1 permettra une meilleure compréhension des mécanismes moléculaires responsable des défauts de développement du système musculaire observés dans la forme congénitale, et des défauts de régénération des fibres musculaires observés dans la forme adulte de la DM1. L’identification de ce facteur soluble est présentement en cours. / Myotonic dystrophy (DM1), the most common form of inherited neuromuscular disease in adults, affects 1 in 8000 individuals worldwide. DM1 is an autosomal dominant muscular dystrophy with very variable symptom presentations. Adult onset DM1 is primarily characterized by myotonia, muscle wasting and weakness, but also affects a number of organs and tissues. One characteristic of the disease is the presence of a severe congenital form (CDM1), which differs from the adult form. CDM1 is characterized by a delay in the development of skeletal muscles. This form is associated with hypotonia, respiratory complications and mental retardation. DM1 is caused by the expansion of an unstable CTG trinucleotide repeat in the 3’untranslated region of the myotonic dystrophy protein kinase (DMPK) gene. To date, the mechanisms by which the DM1 mutation affects skeletal muscles development or regeneration are unknown. A previous study demonstrated that serum produced by mothers of children with congenital myotonic dystrophy inhibits myogenic differentiation. In this study, we hypothesized that CDM1 myoblasts secrete a soluble factor that blocks myogenic differentiation. We provide evidence that this soluble factor is produced by DM1 and CDM1 myoblasts which may be involved in their deficiency to fuse. The inhibitory effect is proportional to the length of the CTG repeat expansion. In addition, the delay in muscle differentiation is associated with a specific reduction in myogenin gene expression. We believe that the DM1 mutation triggers the expression of a soluble factor, which is able to block myogenic differentiation. The identification of this soluble factor is presently under investigation.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2012-2013. / Une surexposition aux hormones stéroïdiennes peut entraîner dans certains tissus une induction de la prolifération et de la survie cellulaires menant à l'hyperplasie puis à la néoplasie. Les travaux de doctorat ont d'abord porté sur les hormones stéroïdiennes, principalement les oestrogènes, en lien avec le cancer de l'endomètre. La quantification de ces hormones au niveau circulant a permis de révéler que le profil hormonal est significativement différent chez les femmes atteintes d'un cancer comparativement à celui des femmes en santé. Les oestrogènes sont les hormones qui augmentent le plus en présence d'un cancer de l'endomètre, bien que les androgènes et les précurseurs surrénaliens circulants soient également plus élevés que chez les femmes saines. De plus, les oestrogènes en circulation sont associés à certaines caractéristiques clinico-pathologiques. Notamment, les femmes atteintes d'un cancer de type I (endométrioïde), de bas grade et/ou non-invasif présentent des niveaux d'oestrogènes circulants significativement plus élevés que les femmes atteintes d'un cancer de type II, de grade élevé et/ou invasif. Les analyses d'expression d'ARNm des gènes de la stéroïdogénèse dans les tumeurs vont de pair avec les dosages hormonaux et supportent l'hypothèse d'une augmentation de la synthèse des oestrogènes dans les tumeurs comparativement au tissu normal péritumoral. En effet, il semble que le sulfate d'oestrone, qui constitue un réservoir plasmatique d'oestrogènes, soit la source principale de production d'estradiol chez les femmes atteintes d'un cancer, ce qui est appuyé par l'analyse de corrélation des niveaux hormonaux en circulation. De plus, il semble y avoir une augmentation de l'inactivation du 2-méthoxyestradiol à effet protecteur, puisque l'expression en ARN des enzymes nécessaires à son catabolisme est augmentée dans les tumeurs. Cette hypothèse est supportée par l'observation que les niveaux circulants des dérivés glucuronides inactifs du 2-méthoxyestradiol sont plus élevés en présence de néoplasie. Les travaux ont également porté sur l'influence des variations héréditaires sur l'évolution du cancer de la prostate suite à un traitement telle la prostatectomie radicale ou la thérapie de privation d'androgènes. Les polymorphismes génétiques de gènes candidats liés aux voies de synthèse et de métabolisme des hormones stéroïdiennes ont été associés à une modification du risque de récidive biochimique, de progression clinique et de mortalité chez une population de Caucasiens atteints d'un cancer de la prostate. Des résultats similaires ont été obtenus pour les patients d'origine asiatique. Ainsi, la génétique du patient semble influencer l'évolution du cancer après traitement. En parallèle, l'analyse des hormones stéroïdiennes circulantes en lien avec ces variations génétiques supporte une altération de la synthèse et du métabolisme hormonal favorisant l'évolution tumorale. En conclusion, les données supportent que les hormones stéroïdiennes affectent le développement et l'évolution de cancers hormonodépendants, tels ceux de l'endomètre et de la prostate. Une meilleure compréhension du rôle joué par ces hormones et des facteurs génétiques les influençant pourrait permettre de développer de nouveaux marqueurs pronostiques et des traitements plus ciblés visant à contrer ces maladies et, éventuellement, de faire progresser la médecine personnalisée dans ce domaine.

Au Canada, en 2004, 2,7% des adultes étaient considérés comme étant des obèses sévères, et ce, malgré toutes les recherches et la prévention pour contrer le gain de poids. L'obésité sévère est bien plus qu'un simple problème d'esthétique. Cette condition est un précurseur de plusieurs comorbidités qui diminuent la qualité et l'espérance de vie. En ce moment, le seul traitement efficace et durable est la chirurgie bariatrique. Cette procédure engendre des changements non seulement corporels, mais également métaboliques et physiologiques. Les mécanismes par lesquels celle-ci parvient à une amélioration marquée des comorbidités ne sont pas encore bien compris. Une des hypothèses serait les changements engendrés sur les adipokines, des molécules libérées par le tissu adipeux. La visfatine et l'apeline sont toutes deux des adipokines reliées au métabolisme de l'insuline et aux marqueurs inflammatoires. Ces deux adipokines ont récemment été découvertes et leur fonctionnement reste encore inconnu. Savoir comment ces deux adipokines réagissent au changement drastique de composition corporelle pourrait amener à une piste dans la compréhension des comorbidités, de leur résolution ainsi que dans le développement d'agents pharmaceutiques futurs pouvant améliorer les comorbidités, en étant moins drastiques que la chirurgie bariatrique. Dans ce mémoire, l'impact aigu et chronique de la dérivation biliopancréatique avec commutation duodénale sur les concentrations plasmatiques de visfatine et d'apeline sera évalué. Les patients ayant subi une DBP-CD (groupe DBP-CD) ont été comparés avec un groupe avec obésité sévère (groupe témoin). Des mesures anthropométriques et des échantillons sanguins ont été effectués avant, au jour 1 et 5 et à 6 et 12 mois après la chirurgie dans le groupe DBP-CD. Il y a eu 70 sujets dans le groupe DBP-CD et 28 dans le groupe témoin. Un an après la chirurgie, on retrouve une réduction du poids corporel (136,4 ± 27,6 vs. 85,9 ± 18,5 kg, p<0,001). La concentration de visfatine a diminuée un jour après la chirurgie (18,82 ± 7,36 vs. 16,13 ± 5,56 ng/ml; p=0,001) et la concentration d'apeline 5 jours après la chirurgie (0,55 ± 0,33 vs. 0,50 ± 0,28 ng/ml; p=0,040). Dans le groupe témoin, il n'y a eu aucun changement significatif dans tous les paramètres. En conclusion, on observe une diminution aiguë des concentrations de visfatine et d'apeline après la DBP-CD. La perte de poids à long terme n'a eu aucun impact sur ces concentrations.

Chez les mammifères, il est connu que l'oviducte est un organe responsable du transport et de l'entreposage des gamètes. Parallèlement, il fournit un milieu propice à la maturation, la fécondation et au développement précoce de l'embryon. La prostaglandine E2 (PGE2) joue plusieurs rôles au niveau de la reproduction femelle tant au niveau de l'ovulation, de la lutéinisation, de la fécondation et de la parturition. Toutefois ses actions demeurent méconnues au niveau de l'oviducte. Les enzymes impliquées dans la production de PGE2 à partir de l'acide arachidonique sont les cyclooxygénases (COX) et les prostaglandines E synthétases (PGES). Deux COX et trois PGES ont été identifiées chez la vache. Nous avons donc étudié les enzymes de biosynthèse de PGE2 le long de l'oviducte bovin pendant son cycle oestral. Nos résultats montrent un patron d'expression spécifique des différentes enzymes impliquées dans la production de PGE2.

L 'histoire familiale et l'exposition aux estrogènes sont deux facteurs de risque de cancer du sein bien connus. À l'opposé, les androgènes agissent comme protecteurs dans le tissu mammaire tout comme certains métabolites de la progestérone. Ce sont les membres de la famille des 17f3-hydroxystéroïdes déshydrogénases qui sont responsables des étapes importantes dans la formation et l' inactivation de tous les stéroïdes sexuels. Plus particulièrement, la 17f3-HSD de type 5 est une enzyme clé dans la formation des androgènes et dans l' inactivation de la progestérone en métabolites protecteurs. Nous avons donc procédé à l' identification des variants de séquence du gène HSD 17 B5 chez des femmes canadiennes-françaises ayant eu un cancer du sein. Par la suite, nous avons fait l'analyse fonctionnelle des variants qui entraînent un changement d'acide aminé. Ces différentes expérimentations nous ont permis de vérifier l'implication potentielle de ce gène dans la modulation du risque de développer un cancer du sein.