L'oxydation phosphorylante mitochondriale est au cœur du métabolisme énergétique hépatique. Son dysfonctionnement participe aux anomalies qui sous-tendent l'insulino-résistance. L'effet d'une nouvelle molécule, E008, sur l'oxydation phosphorylante mitochondriale hépatique est étudié. <br />Sous l'action de E008, les hépatocytes isolés, incubés ou périfusés, présentent une inhibition de leur consommation d'oxygène, une élévation des potentiels redox associée à une baisse des rapports ATP/ADP. E008 inhibe donc l'oxydation phosphorylante. Avec E008, les hépatocytes élèvent leur potentiel de membrane mitochondrial, comme avec l'oligomycine ou l'atractyloside. L'inhibition de la respiration est relevée par l'addition d'un découplant. E008 inhibe le complexe de phosphorylation mitochondrial. <br />La respiration des mitochondries hépatiques isolées de rats traités par E008 en injection sous-cutanée n'est pas inhibée. L'activité du complexe I de la chaîne respiratoire et celle de la F1-ATPase ne sont pas modifiées. Enfin, le gonflement mitochondrial initié par les substrats de la chaîne respiratoire ne montre pas de différence sur la cinétique d'expulsion des protons, ni sur la force proton-motrice. Il en est de même lorsque le gonflement mitochondrial est initié par l'hydrolyse de l'ATP par l'ATP synthase, avec des concentrations croissantes d'ATP qui permettent de mesurer à la fois le Km et la vitesse maximale du système. L'action de E008 sur l'oxydation phosphorylante n'est pas directement observable sur les mitochondries hépatiques isolées. L'inhibition exercée par E008 sur la phosphorylation mitochondriale est donc indirecte, liée à un processus qui nécessite l'intégrité cellulaire.

L'obésité est associée à une inflammation de bas grade et à une augmentation du nombre de monocytes circulants. Ces cellules sont des acteurs majeurs de l'immunité innée. Chez la souris, ils se subdivisent en deux sous-populations : les monocytes Gr1high et les Gr1low. Des études récentes suggèrent que ces 2 sous-populations exercent des fonctions distinctes mais leur rôle respectif dans la physiopathologie de l'obésité est à ce jour inconnu. Nos travaux chez la souris démontrent qu'un régime riche en graisse induit une monocytose principalement due à l'expansion de monocytes Gr1low et une forte augmentation de l'intégrine CD11c spécifiquement sur les Gr1low. A l'aide de différents modèles murins dans lesquels la population de monocytes Gr1low est soit diminuée (souris déficientes pour CX3CR1), soit augmentée (souris CD11c-hBcl2), nous avons mis en évidence une corrélation entre les monocytes Gr1low et le poids et l'insulinorésistance. En effet, les souris déficientes pour CX3CR1 ont une augmentation de l'insulinorésistance malgré une moindre prise de poids mais alors que les souris CD11c-hBcl2 sont plus insulinosensibles que les contrôles. De plus, chez les souris CD11c-hBcl2/CX3CR1 KI, une restauration partielle des monocytes Gr1low est associée à une restauration complète du poids. Nos données suggèrent fortement que les monocytes Gr1low i) jouent un nouveau rôle clé de protection contre l'insulinorésistance ii) favorisent le gain de poids chez la souris sous régime obesogène. Ces monocytes favorisent vraisemblablement la fonction des macrophages M2 dans le tissu adipeux, diminuant son inflammation et favorisant ainsi son développement et la sensibilité à l'insuline.

L'insuline résistance (IR), caractérisée par une diminution cellulaire de la sensibilité à l'insuline dans les organes insulinosensible, est un élément central de l'obésité, du syndrome métabolique, du diabète sucré et conduit à une augmentation des maladies cardiovasculaires en particulier l'insuffisance cardiaque. Tous ces événements sont aujourd'hui de graves problèmes de santé publique. Mais actuellement, il n'existe pas d'outil simple pour mesurer la résistance à l'insuline. La technique de référence reste le clamp euglycémique hyperinsulinémique. Cependant, la complexité et la longueur de cette technique la rendent impropre à l'utilisation clinique de routine. De nombreuses méthodes ou l'index ont été proposées pour évaluer la résistance à l'insuline chez l'homme, mais aucune n'a montré suffisamment de pertinences pour être utilisée dans un usage clinique. L'équipe de unité INSERM U1039 a validé un nouveau traceur du transport du glucose radiomarqué avec de l'iode 123 et a élaboré un protocole d'imagerie rapide et simple avec une petite gamma-caméra animale, qui permet l'obtention d'un indexe de résistance à l'insuline pour chaque organe, se montrant encore plus discriminant pour le cœur. Le projet de ma thèse était de transférer à l'humain cette technique de mesure, parfaitement validé chez l'animal. La première partie de cette thèse évaluait la tolérance, la cinétique in vivo, la biodistribution et de la dosimétrie de ce nouveau traceur du transport du glucose, le [123I] - 6DIG. La sécurité du nouveau traceur et de la technique de mesure était adéquate. Il n'y a pas eu d'effets indésirables avec une excellente tolérance de l'ensemble du protocole. L'élimination du 6DIG est rapide, principalement dans les urines et complète dans les 72h. La dose efficace pour un scan complet avec injection de 92,5 × 2 MBq était de 3 à 4 mSv. La deuxième partie de cette thèse évaluait chez l'homme la faisabilité et la reproductibilité de la technique de mesure validée chez l'animal. La troisième partie montre les techniques utilisées pour permettre le transfert à l'homme de cette méthode. Le protocole d'étude a été appliqué sur 12 sujets (volontaires sains (n = 6) et 2 patients diabétiques de type (n = 6)). Avec une méthode adaptée à une mesure chez l'homme, nous avons déterminé un index d'IR permettant de discriminer une population résistante d'une population sensible à l'insuline. Nous rapportons ici la première utilisation clinique du 6DIG et décrivons une méthode d'imagerie originale pour évaluer le transport du glucose myocardique. Cette étude supervisée par l'INSERM, est le premier à utiliser un traceur SPECT pour étudier le transport du glucose.

La prévalence de l’obésité et du diabète de type 2 est en constante augmentation dans les pays industrialisés. Ces pathologies sont associées à des troubles de l’équilibre énergétique de l’organisme, ce qui se traduit au niveau hépatique par le développement de NAFLD (Non‐alcoholic Fatty Liver Disease). La NAFLD est engendrée par l’accumulation excessive de lipides dans les hépatocytes ou stéatose et est associée à la résistance à l’insuline. L’insulinorésistance hépatique est dite sélective car l’insuline n’est plus capable d’inhiber la production hépatique de glucose, contribuant à l’hyperglycémie, alors que la synthèse lipidique est exacerbée, induisant une stéatose hépatique. La stéatose peut évoluer en pathologies plus graves, telles que la fibrose, la cirrhose ou le cancer hépatocellulaire (CHC). L’objectif de ma thèse a été d’étudier les mécanismes moléculaires pouvant contribuer à la sélectivité de la résistance à l’insuline hépatique et à l’évolution de la stéatose simple vers le CHC. Dans un premier temps, nous avons étudié le rôle de l’adaptateur moléculaire Grb14, un inhibiteur de l’activité kinase du récepteur de l’insuline, dans la régulation du métabolisme hépatique chez la souris. L’invalidation de Grb14 dans le foie conduit d’une part à une activation de la signalisation de l’insuline et une amélioration de tolérance au glucose, et d’autre part à une diminution de la lipogenèse consécutive à l’inhibition du facteur lipogénique LXR via la voie Nrf2. L’invalidation de Grb14 dans le foie de souris obèses et diabétiques permet de ramener la glycémie et la stéatose hépatique à des valeurs similaires aux témoins. Ces données suggèrent que Grb14 est un nouvel acteur impliqué dans la sélectivité de la résistance à l’insuline du foie. La seconde étude a permis de montrer l’implication de la stéatose hépatique induite par un régime hypercalorique sur le développement de CHC. En effet, sur un fond génétique favorisant la carcinogenèse, un régime riche en graisse et en sucre contribuant à l’insulinorésistance hépatique accélère la cinétique d’apparition des tumeurs et augmente leur nombre. / The prevalence of metabolic diseases, including obesity and type 2 diabetes, are expanding in a worldwide epidemic way. These diseases are associated with metabolic disorders, resulting in the development of NAFLD (Non‐alcoholic Fatty Liver Disease) in the liver. NAFLD is generated by excessive accumulation of lipids in hepatocytes, and is associated with insulin resistance. In liver, insulin resistance leads to a blunted inhibitory action on hepatic glucose production, inducing hyperglycemia, whereas de novo lipogenesis, which is positively regulated by insulin, is paradoxically exacerbated, contributing to hepatic steatosis. Steatosis may also evolve into more serious diseases such as fibrosis, cirrhosis and hepatocellular carcinoma (HCC). The aim of my thesis was to study the molecular mechanisms that may contribute to the selectivity of hepatic insulin resistance and the development of HCC. Initially, we studied the role of the molecular adapter Grb14, an inhibitor of the insulin receptor kinase activity, in the regulation of hepatic metabolism in mice. Invalidation of Grb14 in the liver leads on the one hand to an activation of the insulin signaling and improved glucose tolerance, and on the other hand to a decrease of LXR activity resulting in lipogenesis inhibition. Invalidation of Grb14 in the liver of obese and diabetic mice restores blood glucose levels and hepatic steatosis similar to control values. These data suggest that Grb14 is a new player involved in the selectivity of the insulin resistance in the liver. The second study demonstrated the involvement of hepatic steatosis induced by a high‐calorie diet on the development of HCC. Indeed, on a genetic background favoring carcinogenesis, a diet rich in fat and sugar contributing to hepatic insulin resistance accelerates appearance of tumors and increases their number.

Les syndromes lipodystrophiques sont des maladies rares caractérisées par une perte sélective et en quantité variable de tissu adipeux (TA). Ils constituent un groupe hétérogène de pathologies du TA, de par des étiologies multiples, la quantité de perte du tissu adipeux (généralisée ou partielle), le caractère congénital ou acquis, l'intégration dans des pathologies systémiques complexes ou non. Sur le plan physiopathologique, la limitation des capacités d'expansion du TA dans ces syndromes conduit aux troubles métaboliques dominés par l'insulinorésistance majeure avec notamment diabète et hypertriglycéridémie. La leptine, hormone aux effets pléiotropes sécrétée par le tissu adipeux, est déficiente dans ces syndromes. Son utilisation thérapeutique dans les syndromes lipodystrophiques permet une amélioration de l'insulinorésistance et des paramètres glucido-lipidiques. Afin de mieux caractériser les mécanismes d'amélioration de ces paramètres, nous avons traité la première cohorte française de patients diabétiques atteints de lipodystrophies génétique par leptine recombinante. Nous avons montré une amélioration de l'insulinosécrétion par des mesures de référence ainsi qu'une diminution des concentrations sériques de l'enzyme PSCK9 sous traitement, qui pourraient contribuer à l'amélioration des paramètres lipidiques. Nous avons également étudié des patients traités par glucocorticoïdes et développant une lipodystrophie glucocorticoinduite et nous avons montré que la concentration de leptine avant traitement est prédictive du risque de survenue de ces lipodystrophies. Ainsi la leptine semble jouer un rôle clé dans la physiopathologie de différents syndromes lipodystrophique. / Lipodystrophic syndromes are very rare diseases characterized by selective loss of varying amounts of adipose tissue. They constitute a heterogeneous group of adipose tissue diseases, by multiple etiologies, the amount of loss of adipose tissue (generalized or partial), congenital or acquired character, integration in complex or non-complex systemic pathologies. On the physiopathological level, the limitation of the capacities of expansion of adipose tissue in these syndromes leads to metabolic disorders dominated by major insulin resistance with especially diabetes and severe hypertriglyceridemia.Leptin, a hormone secreted by adipose tissue, is deficient in these syndromes. It has pleiotropic effects and its therapeutic use in these syndromes allows an improvement of insulin resistance and of glucose and lipid parameters. In order to better characterize the metabolic improvement mechanisms, we treated the first French cohort of diabetic lipodystrophic patients with recombinant leptin and we were able to demonstrate an improvement of insulin secretion by the reference measures calculated during hyperinsulinemic euglycemic clamps and hyperglycaemic clamps. We also showed a decrease in the serum concentration of PSCK9 under treatment, which could contribute to the improvement of lipid parameters. We also studied patients treated with glucocorticoids and with glucocorticoinduced lipodystrophy and we were able to show that the concentration of leptin prior to treatment is predictive of the occurrence of lipodystrophies. Thus leptin appears to play a key role in the pathophysiology of different types of lipodystrophies.

L’obésité s’accompagne d’un état inflammatoire chronique qui joue un rôle délétère.Cet état associé à l’obésité été impliqué dans le développement de complications métaboliques:insulino-résistance et DT2.Chez les obèses,le TA est un site de production de médiateurs pro et/ou anti-inflammatoires, des adipokines.Les modifications et changements de style de vie et les approches thérapeutiques sont privilégiés pour lutter contre l’obésité.Toutefois,les approches préventives ne doivent pas être négligées,des études épidémiologiques ont mises en évidence une corrélation entre obésité et carence en micronutriments.Par ailleurs,il existe une corrélation inverse entre micronutriments lipophiles et caroténoïdes et la prévalence de l’obésité et du DT2.Le but de cette thèse est de comprendre le lien qui existe entre carence en micronutriments,obésité et complications associés.Une étude clinique transversale a été réalisée chez des obèses non diabétiques.Les résultats nous ont permis de montrer qu’il existe une association positive entre b-carotène et sensibilité à l'insuline chez l'obèse,effet pouvant être lié à une modulation de l'expression de certaines adipokines dont l'adiponectine qui est indépendamment associée à la concentration plasmatique en b-carotène.Une étude préclinique a été menée, dont l'objectif évaluer l'impact de la teneur en vitamines alimentaires sur la prise de poids et l'insulino-sensibilité.Des souris ont été soumises à un régime hypovitaminé.A 10 semaines,ce régime favorise la prise de masse grasse,modifie la sensibilité à l'insuline,en agissant au niveau du métabolisme lipidique hépatique,via une diminution des capacités oxydatives. / Obesity is associated with chronic inflammatory condition that plays a deleterious role.This inflammatory state associated with obesity was involved in the development of metabolic complications : insulin resistance and T2DM.Obese, AT is a site for the production of pro and/or anti-inflammatory adipokines, and plays a major role in the development of chronic inflammation associated with obesity.Modifications and changes in lifestyle and therapeutic approaches are preferred to deal with obesity. However,preventive approaches should not be ignored,several epidemiological studies have shown a correlation between obesity and micronutrient deficiency.In addition,there is an inverse correlation between lipophilic micronutrients and carotenoids and the prevalence of obesity and T2DM.The purpose of this thesis is to understand the possible link between LM and carotenoids deficiency, obesity and associated physiological disorders.A cross-sectional study was performed in non-diabetic obese patients.The results allowed us to conclude the existence of a favorable effect of b-carotene on insulin sensitivity in obese patients.This effect may be related to modulation of inflammation or the expression of some adipokines(such as adiponectin), either directly or through its pro-vitamin A activity.A preclinical study was performed; the objective is to assess the impact of the vitamins on weight gain and insulin sensitivity.Mice were subjected to a hypovitaminic diet.After 10 weeks of regimen, we observed an increased adiposity and an altered insulin sensibility.This diet probably acts on the hepatic lipid metabolism via a decrease in oxidative capacity.

L'obésité et le diabète de type 2 sont associés à la sédentarité et à une alimentation riche en graisses. En effet, les acides gras saturés s'accumulent dans les tissus non adipeux, comme les muscles squelettiques pour générer des lipides appelés céramides (CER). Mon projet de thèse s'est articulé en deux parties dont l'objectif est d'empêcher les CER d'agir. Nous avons montré que, selon la structure de la membrane plasmique, les CER altèrent la voie de signalisation insulinique en ciblant la PKB, protéine clef de la voie insulinique, via la voie PKC? dans les myotubes L6 et la voie PP2A dans les myotubes C2C12. Nous avons aussi mis en évidence que les CER altèrent la sensibilité à l'insuline via la voie PKC? dans les cellules musculaires humaines. Une fois les CER produits au niveau du réticulum endoplasmique (RE), ils sont transportés au Golgi par un transporteur CERT pour y être métabolisés en sphingomyéline (SM) et des études ont montré que la transformation des CER en SM pouvait être une étape cruciale pour empêcher les CER d'agir. Dans plusieurs modèles d'insulino-résistance musculaire, l'expression de CERT est diminuée et nous avons démontré l'importance du transport des céramides du RE vers le Golgi en inhibant artificiellement l'activité ou l'expression de CERT. A l'opposé, la surexpression de CERT améliore la sensibilité à l'insuline dans les cellules musculaires dans des conditions lipotoxiques. Nos résultats montrent que CERT joue un rôle crucial dans les mécanismes conduisant au développement de l'insulinorésistance musculaire puisque sa présence est essentielle pour le maintien d'un trafic normal des CER entre le RE et le golgi. / Obesity and type 2 diabetes are associated with a sedentary lifestyle and a diet rich in fat. Indeed, saturated fatty acids accumulate in non-adipose tissue such as skeletal muscle to generate lipids called ceramides (CER). My thesis project was divided into two parts with the objective to prevent CER to act. We have shown that, depending on the structure of the plasma membrane, CER alter the insulin signaling pathway by targeting PKB, a key insulin signalling protein, via a PKCζ pathway in L6 myotubes and a PP2A pathway in C2C12 myotubes. We also demonstrated that CER affect insulin sensitivity via the PKCζ pathway in human muscle cells. Once CER generated in the endoplasmic reticulum (ER), they are transported to the Golgi by a carrier called CERT to be metabolized into sphingomyelin (SM). Studies have shown that the transformation of CER into SM could be a crucial step to prevent CER to act. In several muscle insulin resistance models, expression of CERT is decreased and we demonstrated the importance of the transport of ceramide from the ER to the Golgi by inhibiting artificially the activity or the expression of CERT. In contrast, overexpression of CERT enhances insulin sensitivity in muscle cells in lipotoxiques conditions. Our results show that CERT plays a crucial role in mechanisms leading to the development of muscle insulin resistance since its presence is essential for maintaining normal traffic of CER between the ER and the Golgi.

L'inflammation du tissu adipeux, le stress oxydatif ou encore les modifications du microbiote intestinal semblent constituer des facteurs essentiels dans l'initiation, l'aggravation, voire même la "chronicisation" du syndrome métabolique et de l'insulinorésistance. La lectine Reg3a (également appelée HIP/PAP) est un composant de l'immunité innée qui déploie des activités anti-bactérienne, anti-oxydante et anti-inflammatoire. Dans ces conditions, Reg3a pourrait jouer un rôle clé en tant que modulateur du dialogue moléculaire entre le foie, le tissu adipeux et le tube digestif. Via son expression dans le foie de souris transgéniques, ou bien son administration par voie sous-cutanée, nous montrons que la protéine humaine Reg3a présente des effets bénéfiques sur le phénotype des animaux, en contribuant à leur capacité à mieux gérer les troubles du métabolisme d’origine à la fois glucidique et lipidique liés au vieillissement, à un régime alimentaire hyperlipidique ou une obésité et une insulinorésistance génétiquement acquises. Elle permet une diminution de la proportion de masse grasse et une meilleure régulation de la glycémie. Les mécanismes moléculaires sous-jacents restent à déterminer mais pourraient d’une part impliquer le régulateur énergétique AMPK, d’autre part être en lien avec le phénomène de brunissement du tissu adipeux. / Inflammation of adipose tissue, oxidative stress or modifications of intestinal microbiota seem to stand among crucial factors contributing to the initiation, worsening or even "chronification" of metabolic syndrome and insulin resistance. The lectin Reg3a (also called HIP/PAP) is a component of innate immunity with antibacterial, antioxidant and anti-inflammatory activities. In these conditions, Reg3a could play a key role as a modulator of the molecular dialogue between the liver, the adipose tissue and the gut. Through its expression in the liver of transgenic mice or its subcutaneous administration, we show that the human protein Reg3a has a positive impact on animals’ phenotype and contribute to their capacity to better manage both glucose and lipid metabolic disorders related to ageing, a high fat diet or genetically acquired obesity and insulin resistance. Notably it leads to a decrease in the proportion of fat and allows a better control of glycaemia. The associated molecular mechanisms remain to be determined but they could involve the energy sensor AMPK and the phenomenon of adipose tissue browning.

Le complexe 1 de la Ser/Thr kinase mTOR (mammalian Target Of Rapamycin) (mTORC1), son médiateur en aval, S6K1, (p70 S6 kinase) et RSK (p90 ribosomal S6 kinase) sont des régulateurs clés de la signalisation de l’insuline et du métabolisme énergétique. La voie mTORC1/S6K contrôle la prolifération, la croissance cellulaire, la synthèse protéique, la lipogenèse, la biogenèse mitochondriale et inhibe l’autophagie. L’une des particularités importantes de cette voie de signalisation est l’intégration de différents signaux tels les facteurs de croissance, le statut énergétique, l’oxygène et les nutriments. Ainsi, la voie mTORC1/S6K1 est suractivée par l’excès de nutriments et ses kinases sont bien connues pour être suractivées dans l'obésité. De plus, RSK est une kinase en aval de la voie des MAPK (mitogen-activated protein kinase) et est connue pour réguler la prolifération, la croissance cellulaire et activer la voie mTORC1. Parmi les activateurs de RSK, on retrouve l’insuline et l’hyperglycémie. Ainsi, mTORC1/S6K1 et RSK sont impliquées dans le développement de la résistance à l’insuline, de l’obésité et du diabète de type 2. Dans une première étude publiée dans la revue Diabetologia, nous avons évalué l’impact de l’inhibition pharmacologique de S6K1 par le PF-4708671 sur la résistance à l’insuline et le métabolisme énergétique. Pour ce faire, nous avons utilisé des myotubes (L6) et des hépatocytes (FAO) en culture et montrés que l’inhibition de S6K1 augmente le captage de glucose musculaire et diminue la production hépatique de glucose. Par la suite, nous avons utilisé un modèle de souris obèse induit par une diète riche en gras afin d’évaluer le potentiel thérapeutique de l’inhibition pharmacologique de S6K1. Ces études nous ont permis de montrer que l’utilisation d’un inhibiteur pharmacologique de S6K1 améliore la tolérance au glucose et la phosphorylation d’Akt. Mécanistiquement, nous avons démontré dans un 2ième temps que le PF inhibe non seulement l’activité de S6K1, mais inhibe aussi l’activité du complexe I mitochondrial causant une augmentation de l’activité de l’AMPK (AMP activated protein kinase) et une inhibition de l’ACC (acetyl-CoA carboxylase). Parallèlement, nous avons montré dans une 3e étude, publiée dans J. Biol. Chem., que l'inhibition de RSK1 par l’inhibiteur pharmacologique (BI-D1870) ou d’un mutant RSK1 dominant négatif (DN-RSK1), diminue la phosphorylation d’IRS-1 sur la S1101. Par ailleurs, l’expression du DN-RSK1 augmente l’action de l’insuline sur le transport du glucose musculaire et la production de glucose hépatique. Ainsi, nous avons montré que RSK1 est un nouveau régulateur de la signalisation de l’insuline en phosphorylant la S1101 d’IRS-1. Nous proposons ainsi que l’inhibition de S6K1 et de RSK1 sont des approches thérapeutiques potentielles afin de traiter la résistance à l’insuline et le diabète de type 2. Mots clés : mTORC1, S6K1, RSK, MAPK, résistance à l’insuline, obésité, PF-4708671 / The Ser/Thr kinase mTOR complex 1 (mammalian Target Of Rapamycin) (mTORC1), his downstream effectors S6K1 (p70 ribosomal S6 kinase) and RSK (p90 ribosomal S6 kinase) are key regulators of insulin signaling and energy metabolism. The mTORC1/S6K1 pathway regulates cellular proliferation, growth, protein synthesis, lipogenesis, mitochondrial biogenesis, insulin signaling and inhibits autophagy. One of the most important roles of this signaling pathway is to integrate differents signals such as growth factors, energy status, oxygen, and nutrients. Thus, the mTORC1/S6K1 pathway is overactivated by nutrient excess conditions such as obesity. In addition, RSK is a downstream kinase of MAPK (mitogen-activated protein kinase) and it is also known to regulates cell proliferation, growth and to activate the mTORC1 pathway. Insulin and hyperglycemia are known to be among RSK activators. Therefore, mTORC1/S6K1 and RSK are involved in insulin resistance, obesity and type 2 diabetes. In a first study published in Diabetologia journal, we evaluated the effect of S6K1 inhibition with a selective S6K1 inhibitor, PF-4708671, on insulin resistance and energy metabolism. We used myotubes (L6) and hepatocytes (FAO) and observed that S6K1 inhibition increases glucose uptake in muscle and decrease glucose production in hepatocytes. In both cell type, S6K1 inhibition increases insulin-stimulating Akt phosphorylation. In addition, we treated obese mice fed high-fat diet for 1-week with S6K1 inhibitor. Mice treated with PF-4708671 have improved glucose tolerance and insulin-stimulating Akt phosphorylation in muscle, adipose tissue, and liver compared to obese mice treated with vehicle. Mechanistically, we showed in a 2nd study that this inhibitor inhibits S6K1 activity but also mitochondrial complex 1 which is associated with an increase in AMPK activation. Along with this study, we showed in a 3rd study published in J. Biol. Chem., that RSK1 phosphorylates directly IRS-1 on Ser1101 and RSK inhibition, by using either a RSK inhibitor (BI-D1870) or dominant-negative RSK1, improves insulin stimulating Akt phosphorylation as well as increasing glucose uptake in myotubes and inhibiting hepatic glucose production in vitro. Therefore, we demonstrated that RSK is a novel regulator of insulin signaling by phosphorylation Ser1101 of IRS-1. In conclusion, we are proposing that S6K1 inhibition and RSK1 inhibition are potential therapeutics targets to treat insulin resistance and type 2 diabetes. Keywords : mTORC1, S6K1, RSK, MAPK, insulin resistance, obesity, PF-470867

La consommation d'une diète riche en lipides et en sucre et à base de protéines de saumon hydrolysées améliore la sensibilité à l'insuline des rats Wistar comparativement aux rats consommant une diète à base de caséine. Cette amélioration de la sensibilité à l'insuline pourrait être expliquée par un plus faible gain de poids des animaux consommant la diète avec la protéine de saumon hydrolysée comparativement à l'autre diète diabétogénique. Comme aucune variation au niveau du poids des tissus adipeux viscéraux n'est remarquée chez ces animaux, l'hypothèse d'une augmentation de la dépense énergétique, due à la présence de composés tels que la calcitonine du saumon et les sels biliaires, pourrait être une explication possible à ce gain inférieur de poids corporel. Malgré un effet positif de cette protéine sur la sensibilité à l'insuline, cet effet n'est pas aussi remarquable que celui observé avec la protéine de morue dans une diète riche en lipides et en sucre, une étude réalisée précédemment dans notre laboratoire. Une explication possible de cette différence dans la protection de la sensibilité à l'insuline entre les deux diètes pourrait être la qualité de la protéine utilisée. Une partie de la protéine de saumon hydrolysée provient des viscères tandis que la protéine de morue provient entièrement de muscles. Par ailleurs, la consommation d'une diète riche en lipides et en sucre où 6% des lipides ont été remplacés par de l'huile de menhaden a démontré que ces rats ont une amélioration du profil glucidique et insulinémique comparativement aux animaux consommant la diète sans remplacement. La diminution de la phosphorylation de la protéine AKT sur le résidu serine 473 des foies de ces animaux comparativement aux animaux consommant une diète chow démontre que le foie n'est pas le tissu cible de cette amélioration du profil glucidique et insulinémique observée chez ces animaux. La baisse de poids des tissus adipeux viscéraux suggère que cette amélioration observée au niveau du métabolisme pourrait s'expliquer par l'implication des tissus périphériques. D'autre part, la consommation d'une diète riche en lipides et en sucre chez des rats Wistar où 6% des lipides ont été remplacés par de l'huile d'argan a démontré que cette huile n'exerce pas d'effet positif sur la sensibilité à l'insuline. De plus, les huiles d'argan et de menhaden n'ont pas d'effet notable sur la voie des MAPK.