Le métabolisme des monocarbones relie le métabolisme cellulaire à la machinerie épigénétique à travers une molécule commune, la S-adénosylméthionine (SAM). Les changements dans le potentiel de méthylation cellulaire (ratio SAM/SAH) sont impliqués dans plusieurs maladies, notamment l'hépatocarcinome et les défauts de fermeture du tube neural (NTD). La perturbation du ratio SAM/SAH peut être liée à des déficits enzymatiques ou à une exposition à un facteur environnemental. La reméthylation de l'homocystéine (HCY) en méthionine est catalysée par la méthionine synthase (MTR) ou la bétaïne homocystéine méthyltransférase (BHMT) dans le foie. En comparant le tissu tumoral au tissu sain environnant dans le foie, les transcrits de BHMT étaient fortement diminués dans les échantillons mais pas les transcrits de MTR. La protéine BHMT n'a pas été détectée dans les cellules HepG2 et dans 5 des 6 échantillons tumoraux analysés. L'absence d'expression de BHMT était due à un variant génétique conduisant un codon stop prématuré. Une déficience pré-natale en donneurs de méthyle aggrave la susceptibilité face à certaines maladies. La fumonisine B1 (FB1) est une mycotoxine qui contamine les céréales et a été identifiée comme étant un facteur de risque de survenue de tumeur et des NTD. Nous avons étudié les récepteurs des folates et 4 marques de l'hétérochromatine dans le foie des foetus de rat issus de mères exposées à un régime déficient en donneurs de méthyle et/ou à la FB1 à une dose deux fois supérieure à la dose journalière admissible. Le régime carencé et la FB1 diminuent le ratio SAM/SAH. La FB1 inverse le mécanisme d'adaptation consistant en une régulation positive de l'expression des récepteurs des folates lors d'une carence seule. Le régime carencé diminue H4K20me3 mais une combinaison carence/FB1 diminue encore d'avantage H4K20me3 et augmente H3K9me3. Cette augmentation de H3K9me3 peut être vu comme un mécanisme de défense incitant la cellule à résister à la désorganisation de l'hétérochromatine. H3R2me2 et H4K16ac varient également selon ce mécanisme. Cette étude est pertinente car elle suggère que de faibles doses de FB1 interagissent avec la carence en donneurs de méthyle pour perturber le profil épigénétique / Folate-mediated 1-carbon metabolism is a conduit that links cellular metabolism to the epigenetic machinery through the common molecule, AdoMet. There is strong evidence that changes in the cellular methylation potential (AdoMet/AdoHcy ratio) is involved in several types of disease notably tumor proliferation like hepatocarcinoma and developmental disease like neural tube defects. Perturbation of AdoMet/AdoHcy ratio may be related to a cellular cause like enzyme defect or to exposure to an environmental factor. The remethylation of homocysteine to methionine is catalyzed either by methionine synthase (MTR) or by betaine-homocysteine methyltrnasferase (BHMT) in the liver. By comparing tumor tissue to surrounding healthy tissue in the liver we have found that BHMT transcripts, but not MTR, are strongly decreased in tumor samples. Consistently, BHMT protein was not detected in HepG2 cells and in 5/6 tumors investigated. Abolition of BHMT expression was due to a genetic variant producing a premature termination codon. Prenatal methyl deficient diet (MDD) enhances susceptibility to disease. Fumonisin FB1 is a corn contaminating mycotoxin identified as a risk factor for tumor occurrence and neural tube defects. We have investigated folate receptors and 4 heterochromatin markers in rat foetuses liver derived from dams exposed to MDD and/or FB1 administered at a dose twice higher than the Provisional Maximum Tolerable Daily Intake. We found that MDD and even FB1 by itself decrease the AdoMet/AdoHcy ratio. FB1 reverses the adaptation mechanism consisting in upregulating folate receptors in case of folate depletion. MDD decreased H4K20me3 but combined MDD/FB1 decreased H4K20me3 even more and increased H3K9me3. The elevated H3K9me3 can be viewed as a defence mechanism inciting the cell to resist heterochromatin disorganisation. H3R2me2 and H4K16Ac varied according to this mechanism. This study is relevant because it suggests that low doses of FB1 interact with methyl depletion to disrupt the epigenetic landscape

Nous avons évalué les déterminants nutritionnels et génétiques du métabolisme de l’homocystéine en fonction des associations avec des pathologies prévalentes, en Afrique de l’Ouest. Nous avons montré qu’il existe une traduction phénotypique du polymorphisme MTHFR 677C>T sur l’homocystéinémie en rapport avec la prévalence de la carence en folates. Le statut en folates est associé avec la fréquence allélique MTHFR 677T, en comparant des populations de différents continents. Nous avons trouvé une association favorable de cet allèle avec l’hépatite virale B en Afrique. Nous avons remarqué également que le polymorphisme TCN 776C>G n’a pas d’influence sur l’homocystéinémie. Par contre la comparaison des populations migrantes et autochtones pour le polymorphisme TCN 776C>G fait ressortir une pression sélective par rapport au paludisme. De plus TCN776C>G est le seul déterminant génétique du métabolisme des monocarbones associé à la gravité de la maladie, en période d’accès palustre. L’association des déterminants de l’homocystéine avec les marqueurs clinico-biologiques du syndrome métabolique est surtout observée chez les femmes en Afrique et porte essentiellement sur les marqueurs du transport lipidique, dont ApoA et HDL. / In this work we had analysed nutritional and genetics determinants involved in homocysteine metabolism according to geographical areas, environment-gene interactions and their association with the most prevalent diseases in West Africa, viral B hepatitis, malaria and metabolic syndrome linked to obesity. We had shown that MTHFR 677C>T polymorphism had a dramatic influence on homocysteinemia, in relation with folates deficit. Folates status was associated with MTHFR 677T allelic frecuency, when comparing populations worldwide. There was not migrational influence, when African populations were compared with those from North America. We had found an association between T allele and favourable evolution of viral B hepatitis in Africa. In the other hand, we observed no influence of TCN776C>G on homocysteinemia. When comparing TCN 776C>G polymorphism in migrant and autochthonous populations, our results suggested a selection pressure related to malaria. This polymorphism was associated with the severe form of malaria fever. Influence of homocysteine determinants on clinical and biological markers of metabolic syndrome in Africa was preferably observed in women, with a significant association with ApoA and HDL.

Les maladies cardiovasculaires (MCV) sont la première cause de décès dans le monde. Une alimentation riche en précurseurs de méthyles pourrait diminuer le risque de survenue des MCV. Le statut en PDM a de très nombreuses conséquences car son altération va des risques de défaut de fermeture du tube neural au cours de l'embryogenèse au développement de maladies chroniques. Les PDM interviennent dans la voie de reméthylation de l'homocystéine en méthionine. Une diminution des niveaux de PDM entraîne une hyperhomocystéinémie considérée comme un facteur de risque de MCV via notamment son rôle dans le développement de l'athérosclérose. Relativement peu d'études se sont intéressées à l'effet d'une déficience en PDM sur le coeur. Afin de mieux comprendre les conséquences de la déficience en PDM sur cet organe, nous avons analysé les modifications du protéome myocardique chez des ratons de 21 jours nés de mères nourries avec un régime carencé en PDM comparativement à des ratons issus de mères normalement nourries. Les résultats de notre analyse protéomique ont montré que l'abondance de 22 protéines était augmentée entre 1,1 et 1,7 fois, alors que celle de 17 autres était diminuée entre 1,1 et 2,3 fois. Ces protéines interviennent surtout dans la production d'énergie cellulaire (21%), le métabolisme lipidique (18%) et le stress du réticulum endoplasmique (RE) (15%). Au moyen de l'outil bio-informatique "Ingenuity Pathway Analysis", nous avons montré que 34 d'entres-elles appartenaient à un réseau métabolique en relation avec "une perturbation du développement cardiaque et une altération cellulaire et du métabolisme lipidique". De plus, la carbonylation, principale modification posttraductionnelle oxydative des protéines, quantifiée par une technique de Dot-blot était augmentée de 1,9 fois dans le myocarde des ratons déficients en PDM comparativement aux contrôles. Afin d'étudier les mécanismes à l'origine de ces changements, nous avons développé un modèle in vitro de cellules cardiaques déficientes uniquement en folates ou en PDM. Des cellules de la lignée H9c2, dérivée de cardiomyoblastes embryonnaires de rat, ont été cultivées jusqu'à 4 jours dans un milieu carencé en folates (F) ou en PDM, comparativement à un milieu complet (C). Ceci nous a permis de disposer de deux modèles, constitués : (1) de cellules uniquement déficientes en folates et ne produisant pas davantage d'Hcy que les cellules contrôles, et (2) de cellules déficientes en au moins 2 PDM (folates et vitamine B12) et produisant des quantités accrues d'Hcy. Une analyse comparative des protéomes des cellules F et PDM vs C a permis d'identifier des différences et similitudes entre les 2 déficiences. Treize protéines présentant des abondances significativement différentes entre les cellules carencées pendant 4 jours en folates ou en PDM et leurs contrôles ont été mises en évidence : 7 avaient une abondance accrue et 6 une abondance diminuée. La comparaison des résultats obtenus a montré que des protéines mitochondriales ou intervenant dans la structure cellulaire n'ont été identifiées que dans le modèle de déficience en PDM. Nos résultats ont aussi démontré que les 2 types de carences affectaient des voies similaires à celles retrouvées dans notre étude in vivo : métabolisme énergétique et stress du RE. Nous avons alors confirmé que des protéines chaperones, a-crystalline B et prohibitine, avaient leur expression modifiée de la même manière dans les modèles de déficience in vivo (myocarde des ratons) et in vitro (cardiomyoblastes). Notre étude a également montré que l'induction rapide du stress du RE dans les cardiomyoblastes déficients en PDM est suivie par l'activation plus tardive du système d'ubiquitination des protéines et probablement de la voie de dégradation protéolytique dépendante du protéasome. En conclusion, cette thèse ouvre de nouvelles perspectives dans la compréhension des mécanismes des effets de la déficience en PDM ou en folates au niveau cardiaque. / No abstract available

La modulation phénotypique des cellules musculaires lisses (CML) artérielles d’un phénotype contractile vers un phénotype synthétique en réponse à des stimuli pathogènes est impliquée dans le développement de l’artériosclérose. Il est clairement établi que l'homocystéine (HCY) induit un remodelage de type artériosclérose au niveau des artères élastiques. Ce remodelage pathologique induit par l'HCY est dominé par l'accumulation de CML présentant un phénotype synthétique associée à une dysfonction endothéliale. Cependant, l'effet de l'HCY sur le phénotype des CML n’a pas été clairement décrit. Compte tenu du rôle déterminant des cellules endothéliales dans la modulation du phénotype des CML artérielles, l’objectif de notre travail est de déterminer dans quelle mesure l’effet de l’HCY sur le phénotype des CML est direct ou est dépendant d’une dysfonction endothéliale. Nous avons montré que des concentrations pathologiques d’HCY augmentent la prolifération de CML d’artères ombilicales humaines en culture et augmentent leur potentiel protéolytique par un mécanisme dépendant des espèces réactives de l'oxygène. Dans le même temps, l’HCY ne modifie pas l'expression des collagènes de type I et III et de la fibronectine, ni l'expression de protéines contractiles (SM a-actine, calponine hl, SMMHC et smoothéline B). Que ce soit sur des CML pré-conditionnées ou non par du milieu de culture conditionné (MC) de cellules endothéliales de veine ombilicales (HUVEC), nous avons montré que le MC d’HUVEC stimulées par 100µM d'HCYne lève pas l'inhibition de la prolifération des CML induite par les HUVEC et ne modifie pas l'expression des collagènes de type I et III et de la fibronectine, ni l'expressìon de protéines contractiles. Nos résultats sont en faveur d’un effet modulateur direct de l'HCY orientant le phénotype des CML vers un phénotype synthétique. S’il est connu que l'HCY induit une dysfonction endothéliale, cette dysfonction ne semble pas avoir de conséquences sur le phénotype des CML. / Phenotype switching of arterial smooth muscle cells (SMC) from a contractile phenotype through a synthetic phenotype in response to pathogenic stimuli is involved in the development of arteriosclerosis. It is well established that homocysteine (HCY) induces arteriosclerosis in elastic arteries. This pathologic arterial remodelling is characterized by the accumulation of SMC showing synthetic phenotype associated with an endothelial dysfunction. However, the effects of HCY on SMC phenotype are unclear. Since endothelial cells play a key role in the regulation of SMC phenotype, the goal of our study is to determine whether HCY modulates the SMC phenotype through a direct effect or through the induction of an endothelial dysfunction. We found that pathologic concentrations of HCY increase the proliferation of human arterial umbilical SMC in culture and increase their proteolytic potential through a reactive oxygen species dependant mechanism. We also found that HCY has not effect on the expression of type I and III collagen and fibronectin, as well as contractile proteins (SM a-actine, calponine hl, SMMHC et smootheline B). Using pre-conditionned or not pre-conditionned SMC by conditionned culture medium (MC) from human umbilical vein endothelial cells (HUVEC), we found that MC from HUVEC stimulated with 100µM of HCY prevent the inhibition of proliferation induced HUVEC and did not altered the expression of type I and III collagen and fibronectin, as well as contractile proteins. Our results suggest that HCY can directly modulate the SMC phenotype towards a synthetic phenotype. Although HCY as been previously shown to induce an endothelial dysfunction, this latter does not seem to be involve in the modulation of SMC phenotype associated with hyper homocysteinemia.

Les folates (vitamine B9) et la vitamine B12 interviennent comme cofacteurs dans le métabolisme des monocarbones qui régule les réactions de transméthylation impliquées dans les mécanismes épigénétiques. Un déficit en folates et/ou B12 réduit la production de méthionine à partir de l'homocystéine, un acide aminé toxique dont l'accumulation a été associée à la survenue de pathologies du système nerveux central aux différents stades de la vie (spina bifida, maladie d'Alzheimer…). Afin d'explorer les mécanismes cellulaires et moléculaires impliqués dans la réponse à la carence en ces micronutriments, nous avons développé deux nouveaux modèles cellulaires. Ainsi, nous avons étudié les effets d'une déficience en folate sur la prolifération, la différenciation et la plasticité neuronale de progéniteurs neuronaux issus de l'hippocampe d'embryons de rat, la lignée H19-7. Le second modèle correspond à un projet innovant visant à obtenir une déplétion cellulaire en B12 par séquestration membranaire. Il a été obtenu par transfection stable de la lignée de neuroblastome murin NIE-115 dans le but d'induire l'expression d'une protéine chimère contenant le transporteur plasmatique de la vitamine B12, la transcobalamine II, et une protéine d'ancrage membranaire. L'ensemble de ces travaux montre que les altérations du métabolisme des monocarbones associées aux carences répriment la neurogenèse et induisent des troubles de la différentiation neuronale. Ceci suggère l'existence de mécanismes précis par lesquels le déficit en folates, en vitamine B12 et/ou l'homocystéine peuvent affecter le fonctionnement du cerveau et sa plasticité. / Folate (vitamin B9) and vitamin B12 act as cofactors in the one-carbon metabolism that regulates transmethylation reactions involved in epigenetic mechanisms. A deficiency in folate and/or B12 decreases the generation of methionine from homocysteine, a toxic amino acid that has been associated with pathologies of the central nervous system at all ages (spina bifida, Alzheimer's disease…). In order to depict the cellular and molecular mechanisms implicated in the response to the deficiency in these micronutrients, two new cell models have been developed. Thus, we have analyzed the effects of folate deficiency on proliferation, differentiation and neuroplasticity of neuronal progenitors obtained from the hippocampus of rat embryos, i.e. the H19-7 cell line. Regarding the second model, we designed an original approach by stable transfection of NIE-115 murine neuroblastoma cells to impose the anchorage of a chimeric B12 binding protein, transcobalaminoleosin (TO) to intracellular membrane in order to produce intracellular sequestration of B12. Taken together, our results have shown that deficiency-associated alterations of the one-carbon metabolism lead to reduced neurogenesis and to dramatic impairment of neuron differentiation. This suggests the existence of specific mechanisms through which vitamin B9/B12 deficiency and/or homocysteine may affect brain functioning and plasticity.

L'asthme professionnel (AP) est la maladie respiratoire d'origine professionnelle la plus fréquente dans les pays industrialisés. Il s'agit d'une pathologie complexe dite « multifactorielle » mettant en jeu un grand nombre de facteurs de risques génétiques, constitutionnels, comportementaux et environnementaux. Sur le plan génétique, l'asthme professionnel représente un bon modèle pour l'étude de l'asthme chez l'adulte et les mécanismes d'interactions gène-gène-environnement masquant ou modulant l'effet de la génétique restent encore à élucider. Aucune étude épidémiologique sur l'asthme professionnel n'a examiné le rôle des facteurs génétiques à un stade très précoce de l'exposition aux allergènes et aux irritants aéroportés. Nous avons donc cherché dans un premier temps à évaluer le rôle de certains polymorphismes génétiques en rapport avec l'inflammation et l'allergie, à savoir les IL4RA, IL13, TNFa, IL1A et IL5, sur le déclin de la fonction pulmonaire, l'apparition d'une obstruction ou d'une hyperréactivité bronchiques et l'évolution du monoxyde d'azote exhalé (FeNO) chez 441 apprentis boulangers/pâtissiers et coiffeurs (étude MIBAP). Dans cette première partie nous observons des interactions entre IL13 R130Q/IL4RA S478P et IL13 R130Q//IL4RA Q551R et la diminution du volume expiratoire forcé ou de la capacité vitale forcée. Le génotype GG du TNFA-G308A a été trouvé associé à l'hyperréactivité bronchique dans l'ensemble de la population et chez les sujets non atopiques ; nous avons aussi observé que certaines interactions gène-gène étaient associées à une modification du FeNO au cours des deux années d'apprentissage. Dans un deuxième temps, des déterminants nutritionnels de l'asthme ont été explorés dans une population de jeunes travailleurs engagés dans ces métiers à risque depuis 3 à 10 ans (étude ABCD). Les apports en vitamines, principalement les vitamines A, C, E D, et en acides gras polyinsaturés omégas 3 et 6 ont été étudiés par questionnaire de fréquence, le diagnostic d'asthme professionnel étant réalisé au moyen d'une batterie d'outils (examen clinique, spirométrie et test de réversibilité d'une obstruction bronchique, mesure du FeNO et examen des taux sériques d'IgE spécifiques). Les résultats portant sur 31 cas d'asthme professionnel et 196 témoins montrent une différence en fonction de la filière : chez les boulangers-pâtissiers, aucun facteur nutritionnel n'est objectivé, contrairement au groupe des coiffeuses chez qui les asthmatiques présentent des apports plus élevés des vitamines A et D. Un déficit en B12 semble être un facteur de risque de survenue d'asthme professionnel et ce indépendamment de la filière. En revanche, aucune corrélation n'est trouvée avec les taux sériques de l'homocystéine et la vitamine B9. A travers ces études au sein de ces jeunes populations à risque, il ressort que l'expression de certains facteurs de risque de l'asthme professionnel sont modulables en fonction du type d'exposition. Des comportements alimentaires à l'environnement de travail, l'émergence d'une maladie telle que l'asthme professionnel fait appel à des facteurs multiples dont la plupart peuvent être contrôlés et limités par des mesures de prévention efficaces / Occupational asthma (OA) is the occupational respiratory disease most common in industrialized countries. It is a multifactorial disease involving a large number of risk factors genetic, constitutional, behavioral and environmental. At the genetic level, occupational asthma is a good model for the study of adult asthma and the mechanisms of interaction gene-gene-environment masking or modulating effect of genetic remain to be elucidated. None epidemiological studies on occupational asthma have examined the role of genetic factors in a very early exposure to allergens and airborne irritants. We initially assess the role of genetic polymorphisms related to inflammation and allergy, namely IL4RA, IL13, TNF, IL1A and IL5, on the decline of lung function, bronchial hyperresponsiveness and increasing of exhaled nitric oxide (FeNO) in 441 apprentice bakers / pastry-makers and hairdressers (MIBAP study). In this first part we observed interactions between IL13 and IL13 R130Q R130Q/IL4RA S478P / / IL4RA Q551R and decreased forced expiratory volume or forced vital capacity. The GG genotype of TNFA-G308A was found associated with bronchial hyperreactivity in the general population and in non-atopic subjects, we also observed that some gene-gene interactions were associated with a change in the FeNO after two years of training. In a second time, nutritionals determinants of asthma were investigated in a population of young workers employed in these occupations at risk from 3 to 10 years (ABCD study). Intake of vitamins, especially vitamins A, C, E,D, and polyunsaturated fatty acids omega 3 and 6 were studied by frequency questionnaire, the diagnosis of occupational asthma is achieved through a battery of tools (review clinical spirometry and reversibility of bronchial obstruction, FeNO measurement and examination of serum specific IgE). The results on 31 cases of occupational asthma and 196 controls showed a difference in terms of the sector: among bakers, no nutritional factor is objectified, unlike the hairdresser's asthmatics that have higher intakes vitamins A and D. B12 deficiency appears to be a risk factor for onset of occupational asthma regardless of the sector. In contrast, no correlation was found with serum levels of homocysteine and vitamin B9. Through studies in these young people at risk, it appears that the expression of certain risk factors of occupational asthma is flexible, depending on the type of exposure. The emergence of a disease such as occupational asthma involves multiple factors, most of which can be controlled and limited by effective preventive measures

Cette étude avait pour but de déterminer si le développement rapide d'une hyperhomocystéinémie chez le porcelet nouveau-né pouvait être atténué par un apport alimentaire exogène en nutriments impliqués directement dans le métabolisme de l'homocysteine (Hcy) en accélérant son élimination (pyridoxine, bétaïne) ou en limitant sa synthèse (creatine, choline). Huit porcelets de chaque portée ont été sélectionnés à la naissance avant l'ingestion du colostrum. Chacun des porcelets a reçu quotidiennement un des huit traitements alimentaires durant toute la durée de la lactation : 1) saline, 2) bétaine, 3) choline, 4) creatine, 5) pyridoxine, 6) traitements 2 et 5, 7) traitements 3 et 4, 8) traitements 2, 3, 4 et 5. Les porcelets ont été pesés et un prélèvement sanguin a été effectué aux jours 1, 7, 14 et 21 afin de déterminer la concentration plasmatique d'Hcy, de bétaïne, de choline, de creatine, de pyridoxine et de sarcosine. La combinaison de tous les traitements (traitement 8) a permis de diminuer le taux d'Hcy plasmatique de 23 % par rapport au traitement 1. Aucune différence significative sur le taux d'Hcy plasmatique n'a été observée avec les autres traitements alimentaires.

Au cours du développement, les modifications du métabolisme des monocarbones liées à une malnutrition peuvent être délétères autant pour la mère que pour le nouveau-né. De plus, les conséquences à long terme d'une carence en période gestationnelle et périnatale sont mal connues, notamment en ce qui concerne les pathologies cardiaques et hépatiques. Nous avons mis en oeuvre un modèle nutritionnel de rates adultes carencées en donneurs de groupements méthyles (vitamines B12, folates et choline) avant la gestation. Ces micronutriments participent à la régulation de différentes enzymes impliquées dans le métabolisme de l'homocystéine. Afin de se placer dans un contexte de physiopathologie, proche de la situation clinique évaluée, nous avons choisi d'alimenter les rates avec un régime carencé un mois avant la mise en accouplement et de poursuivre ce régime pendant la période d'allaitement. Nous avons évalué les répercussions métaboliques et fonctionnelles du régime sur les tissus myocardique et hépatique, chez le nouveau né à 21 jours. Nous avons étudié l'effet de cette carence en groupements méthyles sur le métabolisme énergétique lipidique et sur la carnitine. Conséquences de la carence au niveau myocardique : Le régime carencé en donneurs de méthyles induit une hypertrophie cardiaque avec une augmentation de l'épaisseur du myocarde et un agrandissement des cardiomyocytes. L'étude protéomique du myocarde et l'analyse des données par bioinformatique identifient PGC-1[alpha], PPAR[alpha] et ERR[alpha] comme principaux déterminants des variations d'expression des protéines du métabolisme oxydatif mitochondrial. Nous avons observé une diminution d'expression de PPAR[alpha] et ERR[alpha] et une inactivation de PGC1[alpha] par hypométhylation et hyperacétylation, en lien avec une diminution d'expression de PRMT1 et de SIRT1 et une augmentation de SAH. Conséquences de la carence au niveau du foie : La carence s'accompagne de l'apparition d'une stéatose hépatique microvésiculaire, avec une élévation des taux tissulaires de lipides et de triglycérides. De plus, nous avons observé une augmentation des marqueurs pro inflammatoires sans augmentation des marqueurs de fibrose. A cet égard, nos résultats ont montré qu'un déficit de synthèse de carnitine, impliquée dans la bêta-oxydation et le stockage des acides gras, jouerait un rôle déterminant dans la pathogenèse de la stéatose chez le nouveau-né. Il existe également une dérégulation du métabolisme oxydatif des acides gras, avec diminution d'activité des complexes I et II de la chaîne respiratoire, qui résulte d'une hypométhylation de PGC1 et d'une diminution d'expression de PPAR[alpha], ER[alpha] et ERR[alpha]. En conclusion, nos résultats montrent que la carence maternelle en donneurs de méthyles, induit des modifications sur la fonction de PGC-1[alpha]. Ces modifications sont associées à des altérations de l'oxydation des acides gras et sur la fonction mitochondriale pendant la période néonatale, ce qui entraîne l'accumulation de lipides dans les tissus myocardique et hépatique. Le lien entre la carence en donneurs de méthyles et l'altération de la méthylation de PGC-1[alpha] modifie les activités des enzymes impliquées dans la méthylation et l'acétylation de PGC-1. Ces enzymes sont aussi liées à des modifications épigénomiques qui modulent la fonction et l'expression des protéines. Nos résultats sont en accord avec les études de population de Barker et al, qui suggèrent que la nutrition maternelle pendant les étapes précoces de la vie est corrélée avec le risque de maladies cardio-vasculaires dans la vie adulte indépendamment des autres facteurs de risque / During development, changes in carbon metabolism related to malnutrition may be deleterious for both the mother and the newborn. In addition, long-term consequences of a methyl deficiency gestational and prenatal are poorly understood. We are particularly interested in studying these effects on the heart and liver. We have used a nutritional model of adult rats deficient in methyl donors (vitamin B12, folate and choline) before pregnancy. To be placed in a context of pathophysiology, close to the clinical situation, we chose to feed the rats with a methyl deficient diet one month before mating and continue this diet during the suckling period. We evaluated the metabolic and functional effects of this diet on myocardial and hepatic tissues, in the newborn pups in 21 days old. We studied the effects of methyl deficient diet on lipid and energy metabolism and carnitine. Consequences of the deficiency at the myocardial: The diet deficient in methyl donors induces cardiac hypertrophy with an increase in myocardial thickness and enlargement of cardiomyocytes. The proteomics analysis of the bioinformatics data identifies PGC-1[alpha], ERR[alpha] and PPAR[alpha] as major determinants of changes in protein expression of mitochondrial oxidative metabolism. We observed a decreased expression of PPAR[alpha] and ERR[alpha] and an inactivation of PGC1[alpha] by hypomethylation and hyperacetylation, in conjunction with a decrease in the expression of PRMT1 and SIRT1 and increased the level of SAH. Consequences of the deficiency at liver: Deficiency is accompanied by the appearance of microvesicular hepatic steatosis, with elevated tissue levels of lipids and triglycerides. Increase of inflammation was observed in this model with no changes in fibrosis score. In this respect, our results showed a deficiency of carnitine synthesis, involved in the beta-oxidation and storage of fatty acids, play a role in the pathogenesis of hepatic steatosis in the newborn. There is also a deregulation of the oxidative metabolism of fatty acids, with decreased activity of complex I and II of the respiratory chain, resulting in hypomethylation of PGC1 and decreased expression of PPAR[alpha], ER[alpha] and ERR[alpha]. In conclusion, our results show that maternal deprivation in methyl donors impaired the function of PGC-1[alpha]. These changes are associated with alterations in fatty acid oxidation and mitochondrial function during the neonatal period, with lipid accumulation in myocardial tissue and liver. The link between the methyl donor deficiency and impaired methylation of PGC-1[alpha] alters the activities of enzymes involved in methylation and acetylation of PGC-1[alpha]. These enzymes are also associated with epigenetic changes and the function and gene expression. Our results are consistent with population studies by Barker and colleagues, who suggest that maternal nutrition during early stages of life is correlated with the risk of cardiovascular disease in adult, independent of other risk factors

La vie a émergé sur Terre il y a probablement 3,8 milliards d'années, sur une planète largement recouverte d'eau. Ce travail porte sur la synthèse prébiotique de peptides, en particulier de peptides riches en thiol. Nous avons étudié les réactions des aminonitriles (les premiers produits de la réaction de Strecker) avec la cystéine et l'homocystéine. Elles conduisent à la formation de cycles à 5 ou 6 chaînons qui sont ensuite hydrolysés pour donner les dipeptides correspondants (aa-Cys ou aa-Hcy). Les dipeptides contenant un thiol obtenus sont capables de favoriser la formation de chaînes peptidiques plus longues via des liaisons thioesters et de favoriser la formation de certains hétérocycles. L'homocystéine nitrile se cyclise dans l'eau pour former l'homocystéine thiolactone, qui présente une double réactivité, la thiolactone est ouverte par des amines puis on observe une condensation de l'aminothiol ainsi formé avec les nitriles. Le nitrile de cystéine et le thioester de S-éthyle de la cystéine conduisent à la formation de polycystéine, tandis que les molécules de type Cys-aa-CN donnent des polypeptides linéaires et cycliques. Nos résultats soutiennent l’hypothèse que des peptides contenant des thiols auraient joué un rôle important dans les premiers stades du développement de la vie. / Life emerged on Earth probably about 3.8 billion years ago, on a planet that was largely covered by water. This work focuses on the prebiotic synthesis of peptides, especially thiol-rich ones. We studied the reactions of aminonitriles (the first products of the Strecker reaction) with cysteine and homocysteine. These reactions lead to the formation of 5- or 6-membered rings which are then hydrolysed to give the corresponding dipeptides (aa-Cys or aa-Hcy). The obtained thiol-containing dipeptides are able to promote the formation of longer peptide chains via thioesters bonds, and to promote the formation of some heterocycles. Homocysteine nitrile cyclizes in water to form homocysteine thiolactone, which shows a double reactivity, thiolactone opening by amines followed by aminothiol condensation reaction with nitriles. Cysteine nitrile and the S-ethyl thioester of cysteine lead to the formation of polycysteine, while Cys-aa-CN molecules gives linear and cyclic polypeptides. Our results support the hypothesis that thiol-containing peptides would have been important molecules in the early stages of life development.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.