Vor dem Hintergrund der zunehmenden Prävalenz von Adipositas ist die Erforschung der zugrunde liegenden Pathomechanismen, unter anderem der Leptinresistenz, von großer Bedeutung. Der Schwerpunkt der vorliegenden Arbeit lag in der Etablierung und Validierung einer Methode zur Bestimmung der Bioaktivität von Leptin in Serum. Aufgrund des Vorhandenseins von Leptinbindungsproteinen erscheint nur der Teil des Serumleptins funktionell entscheiden, der tatsächlich den Leptinrezeptor erreicht und eine Bioantwort im Sinne einer Gewichtsreduktion auszulösen vermag. Der Bioassay basiert auf der Nutzung von Luciferase als Reportergen im HEK-293-Zellkulturmodell. Während der Validierung konnte gezeigt werden, dass der Test ein sensitives und spezifisches Verfahren zur Messung von Leptin im Serum darstellt. Problematisch blieb die Reproduzierbarkeit der Messergebnisse, so dass deren Interpretation im Vergleich mit Ergebnissen anderer Verfahren zum Nachweis von Leptin (Radioimmunoassay) sinnvoll erscheint. Der Luciferase-Bioassay wurde zur Bestimmung des Leptins im Serum adipöser Kinder eingesetzt, wobei eine statistisch signifikante Korrelation zwischen deren Bioaktivität und klinischen Markern der Adipositas gefunden wurde.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O consumo materno de dieta hiperlipídica saturada durante a gestação e lactação favorece o desenvolvimento obesidade e anormalidades metabólicas na prole. Este trabalho teve como objetivo testar a hipótese de que a prole proveniente de mães alimentadas com dieta hiperlipídica durante a gestação e lactação desenvolve obesidade e anormalidades metabólicas e de que essas alterações estão associadas a resistência central a leptina. As ratas grávidas da linhagem C57BL/6 (n=20) foram alimentadas com dieta standard chow (SC; 19% de lipídeos) ou dieta hiperlipídica (HF; 49% de lipídeos) durante todo período de gestação e lactação. Após o desmame, a prole de machos foi dividida em quatro grupos experimentais, de acordo com a dieta das mães e da prole: SC(mães)/SC(prole), SC/HF, HF/SC e HF/HF (n=12/gp). As características metabólicas foram avaliadas pela curva de ganho de peso; medida da pressão arterial; glicose de jejum, área sob a curva no teste oral de tolerância a glicose; concentrações de triglicerídeos hepáticos e estimativa da esteatose hepática; análise plasmática de insulina e leptina e; distribuição e análise morfológica do tecido adiposo. Para analisar a sensibilidade a leptina, os quatro grupos originais foram subdivididos em dois grupos cada (veículo ou leptina-5g) para verificar a resposta alimentar (g) após o tratamento agudo intracerebroventricular (ICV) e a sinalização hipotalâmica de leptina. A dieta HF durante o período pós-desmame (grupo SC/HF), durante gestação e lactação (grupo HF/SC), ou ambos os períodos (grupo HF/HF), promoveu aumento da massa corporal. No que concerne as alterações hepáticas e a ação da insulina, a dieta HF durante o período perinatal favoreceu 25% de esteatose hepática, hiperinsulinemia e hiperleptinemia, enquanto os demais grupos experimentais SC/HF e HF/HF, demonstraram um padrão mais exacerbado. A avaliação da distribuição e morfometria do tecido adiposo demonstra o importante papel da dieta HF perinatal em amplificar a habilidade de estocar gordura visceral na prole. Considerando a ação central da leptina nos grupos tratados, a resposta alimentar mostrou-se atenuada em SC/HF, indicando o efeito determinante da dieta pós-desmame sobre a ação da leptina nesse modelo. Os resultados indicam fortemente que a dieta HF materna afeta a saúde da prole adulta. Especificamente, a prole programada apresenta esteatose hepática, hipertrofia de adipócitos, aumento de gordura visceral, hiperleptinemia e resistência a insulina. Esse fenótipo não está associado a resistência central a leptina na prole aos três meses de idade. / Maternal high-fat diet consumption during pregnancy and lactation causes metabolic abnormalities (MA) (similar to metabolic syndrome in humans) in the rodents offspring. We tested the hypothesis that the offspring of dams fed a high fat diet during pregnancy and lactation develop MA and leptin resistance.Pregnant C57BL6 mice (n=20) were fed either standard chow (SC; 19% fat) or a high fat diet (HF; 49% fat). After weaning, male offspring were divided into four groups according to the diet of dams and offspring: SC(dams)/SC(offspring), SC/HF, HF/SC and HF/HF (n=12/group). MA were characterized by weight gain curve measured weekly; tail-cuff systolic pressure; fast glucose and areas under the curve after oral glucose tolerance test; fat mass depots; leptin and insulin concentrations, all performed at 12 weeks of age.To analyze leptin sensitivity, each group was divided into two groups (vehicle or leptin-5g) to identify the feeding response and pSTAT3 expression after acute intracerebroventricular (ICV) treatment (n=6/group). The HF schedule during post-weaning (SC/HF group), during gestation and lactation (HF/SC group), or both periods (HF/HF group), increased body mass in experimental groups. In respect to hepatic alterations and insulin action, the HF diet during gestation and lactation caused 25% of liver steatosis, hiperinsulinemia and hiperleptinemia, whereas SC/HF and HF/HF presented worst patterns. The fat distribution and morphometry pointed for the key role of HF during gestation and lactation in amplify the ability to store fat in the offspring. Considering the central leptin action in offspring treated groups, SC/HF was not responsive to leptin treatment, which strong indicates the determining effect of post-weaning diet upon leptin action in this model. The compelling results indicate that maternal HF schedule during pregnancy and lactation affects the offpring health. Specifically, programmed offspring presented liver steatosis, adipocyte hipertrophy, increased visceral fat, hiperleptinemia and insulin resistance. This phenotype was not associated with central leptin resistance in offspring at 3 month-age.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O consumo materno de dieta hiperlipídica saturada durante a gestação e lactação favorece o desenvolvimento obesidade e anormalidades metabólicas na prole. Este trabalho teve como objetivo testar a hipótese de que a prole proveniente de mães alimentadas com dieta hiperlipídica durante a gestação e lactação desenvolve obesidade e anormalidades metabólicas e de que essas alterações estão associadas a resistência central a leptina. As ratas grávidas da linhagem C57BL/6 (n=20) foram alimentadas com dieta standard chow (SC; 19% de lipídeos) ou dieta hiperlipídica (HF; 49% de lipídeos) durante todo período de gestação e lactação. Após o desmame, a prole de machos foi dividida em quatro grupos experimentais, de acordo com a dieta das mães e da prole: SC(mães)/SC(prole), SC/HF, HF/SC e HF/HF (n=12/gp). As características metabólicas foram avaliadas pela curva de ganho de peso; medida da pressão arterial; glicose de jejum, área sob a curva no teste oral de tolerância a glicose; concentrações de triglicerídeos hepáticos e estimativa da esteatose hepática; análise plasmática de insulina e leptina e; distribuição e análise morfológica do tecido adiposo. Para analisar a sensibilidade a leptina, os quatro grupos originais foram subdivididos em dois grupos cada (veículo ou leptina-5g) para verificar a resposta alimentar (g) após o tratamento agudo intracerebroventricular (ICV) e a sinalização hipotalâmica de leptina. A dieta HF durante o período pós-desmame (grupo SC/HF), durante gestação e lactação (grupo HF/SC), ou ambos os períodos (grupo HF/HF), promoveu aumento da massa corporal. No que concerne as alterações hepáticas e a ação da insulina, a dieta HF durante o período perinatal favoreceu 25% de esteatose hepática, hiperinsulinemia e hiperleptinemia, enquanto os demais grupos experimentais SC/HF e HF/HF, demonstraram um padrão mais exacerbado. A avaliação da distribuição e morfometria do tecido adiposo demonstra o importante papel da dieta HF perinatal em amplificar a habilidade de estocar gordura visceral na prole. Considerando a ação central da leptina nos grupos tratados, a resposta alimentar mostrou-se atenuada em SC/HF, indicando o efeito determinante da dieta pós-desmame sobre a ação da leptina nesse modelo. Os resultados indicam fortemente que a dieta HF materna afeta a saúde da prole adulta. Especificamente, a prole programada apresenta esteatose hepática, hipertrofia de adipócitos, aumento de gordura visceral, hiperleptinemia e resistência a insulina. Esse fenótipo não está associado a resistência central a leptina na prole aos três meses de idade. / Maternal high-fat diet consumption during pregnancy and lactation causes metabolic abnormalities (MA) (similar to metabolic syndrome in humans) in the rodents offspring. We tested the hypothesis that the offspring of dams fed a high fat diet during pregnancy and lactation develop MA and leptin resistance.Pregnant C57BL6 mice (n=20) were fed either standard chow (SC; 19% fat) or a high fat diet (HF; 49% fat). After weaning, male offspring were divided into four groups according to the diet of dams and offspring: SC(dams)/SC(offspring), SC/HF, HF/SC and HF/HF (n=12/group). MA were characterized by weight gain curve measured weekly; tail-cuff systolic pressure; fast glucose and areas under the curve after oral glucose tolerance test; fat mass depots; leptin and insulin concentrations, all performed at 12 weeks of age.To analyze leptin sensitivity, each group was divided into two groups (vehicle or leptin-5g) to identify the feeding response and pSTAT3 expression after acute intracerebroventricular (ICV) treatment (n=6/group). The HF schedule during post-weaning (SC/HF group), during gestation and lactation (HF/SC group), or both periods (HF/HF group), increased body mass in experimental groups. In respect to hepatic alterations and insulin action, the HF diet during gestation and lactation caused 25% of liver steatosis, hiperinsulinemia and hiperleptinemia, whereas SC/HF and HF/HF presented worst patterns. The fat distribution and morphometry pointed for the key role of HF during gestation and lactation in amplify the ability to store fat in the offspring. Considering the central leptin action in offspring treated groups, SC/HF was not responsive to leptin treatment, which strong indicates the determining effect of post-weaning diet upon leptin action in this model. The compelling results indicate that maternal HF schedule during pregnancy and lactation affects the offpring health. Specifically, programmed offspring presented liver steatosis, adipocyte hipertrophy, increased visceral fat, hiperleptinemia and insulin resistance. This phenotype was not associated with central leptin resistance in offspring at 3 month-age.

L’obésité est un problème de santé publique, de par son incidence et son association avec d’autres pathologies. La leptine est une hormone clé pour l’homéostasie énergétique et glucidique, en activant son récepteur OBR, exprimé majoritairement dans l’hypothalamus. L’obésité est fréquemment associée à une résistance à la leptine, caractérisée par une diminution de la sensibilité à l’hormone. Comprendre les mécanismes moléculaires à l’origine de cette résistance, afin de la prévenir ou de la corriger, constitue un enjeu thérapeutique majeur. L’objectif de mes travaux de thèse a été d’étudier deux nouveaux mécanismes de la régulation de la fonction d’OBR, suspectés être à l'origine de la résistance à la leptine associée à l’obésité.Concernant le premier mécanisme, notre laboratoire a découvert la protéine Endo1, qui interagit avec OBR, et le retient dans des compartiments intracellulaires, limitant ainsi la sensibilité de la cellule à l’hormone. Mon travail a contribué à montrer que l'extinction d'Endo1, dans le noyau arqué de l’hypothalamus, associée au retour à un régime classique, permet de corriger l’installation de la résistance à la leptine et de l’obésité de souris rendues obèses par régime gras. En revanche, l'extinction d'Endo1 n’arrive pas à corriger l’altération de l’homéostasie glucidique de ces animaux sous régime gras, montrant ainsi une dissociation entre obésité et diabète de type II. Sur le plan moléculaire, nous montrons qu'Endo1 régule de façon différentielle les voies de signalisation d’OBR. Endo1 inhibe, comme attendu, l'activation de la voie anorexigène STAT3 ; mais de façon plus surprenante, Endo1, en interagissant avec la sous-unité régulatrice de la PI3K (p85), semble nécessaire à l'activation de la voie PI3K/AKT, voie impliquée dans le métabolisme du glucose. Ces résultats suggèrent le rôle crucial d’Endo1 comme (i) régulateur de la sensibilité neuronale à la leptine, (ii) et médiateur de la signalisation de la leptine.Le second projet, mené en collaboration avec l'équipe du Dr Prévot, a permis d’identifier une nouvelle modification post-traductionnelle (PTM) affectant OBR. Nous avons étudié les conséquences de cette PTM sur l’activation d’OBR, sa signalisation et sur le développement de la résistance à la leptine et l'obésité. Des résultats in vivo ont montré que l’enzyme responsable de la PTM voit son activité augmentée dans l’hypothalamus de souris rendues obèses par régime gras. L’inactivation génétique ou pharmacologique de cette enzyme prévient la mise en place d’une résistance à la leptine, de façon dépendante d’OBR. Au niveau moléculaire, nous avons identifié certains résidus d’OBR comme cibles de cette PTM. La modification de ces résidus cruciaux altère l’état d’activation moléculaire d’OBR et abolie l’activation des voies de signalisation induites par la leptine. En outre, cette enzyme interagit avec OBR dans des cellules hypothalamiques ; sa suractivation au niveau cellulaire, après traitement au palmitate mimant le régime gras, abolit l’activation de la voie PI3K/AKT induite par la leptine. Aussi, ces résultats démontrent que cette PTM affectant OBR est un nouveau mécanisme à l’origine de la résistance à la leptine et ouvre donc de nouvelles perspectives thérapeutiques. / Obesity is a major issue of public health because of its incidence and association with other pathologies. Leptin is a key hormone involved in the regulation of energy and glucose homeostasis, through the activation of its receptor OBR, mainly expressed in the hypothalamus. Obesity is frequently associated with leptin resistance, characterized by a decreased sensitivity to the hormone. Understanding the molecular mechanisms related to leptin resistance, in order to prevent or reverse it, represents major therapeutic concerns. The objective of my PhD work was to explore two new mechanisms involved in the regulation of OBR function, suspected to be related to leptin resistance associated with obesity.Regarding the first mechanism, the laboratory described a new protein namely Endo1, which interacts with OBR and retains the receptor in intracellular compartments, leading to decreased cellular leptin sensitivity. We showed that Endo1 silencing, specifically in the arcuate nucleus of hypothalamus, combined with a switch to chow diet, reverses the establishment of leptin resistance and obesity of obese mice fed a high fat diet (HFD). However, Endo1 silencing cannot reverse the alteration of glucose homeostasis upon HFD feeding, underlying a disassociation between obesity and type II diabetes. At the molecular level, we showed that leptin-induced signaling pathways are differentially regulated by Endo1. Endo1 inhibits, as expected, the anorectic STAT3 pathway; but surprisingly, by interacting with the PI3K regulatory subunit (p85), Endo1 seems to be necessary for the activation of PI3K/AKT pathway, which is involved in glucose homeostasis. These results indicate a crucial role for Endo1 as (i) a regulator of neuronal leptin sensitivity, (ii) a scaffolding protein involved in leptin signaling transduction.The second mechanism, investigated in collaboration with Dr. Prevot’s team, is based on the discovery of a new post-translational modification (PTM) on OBR. We studied the functional consequences of this PTM on OBR activation state, its signaling and the development of leptin resistance and obesity. In vivo results showed that the enzyme responsible for the PTM has an increased activity in the hypothalamus of obese mice fed a HFD. Genetic or pharmacological inactivation of this enzyme prevents the establishment of leptin resistance, in an OBR dependent manner. At the molecular level, we identified some OBR residues that can undergo this PTM. Modifications of those crucial residues by the PTM impair the molecular activation state of OBR and subsequently abolish the activation of leptin-induced signaling pathways. Likewise, this enzyme interacts with OBR in hypothalamic cell; and its overactivation at the cellular level after palmitate treatment (mimicking HFD), abolishes the leptin-induced PI3K/AKT activation. These results demonstrate that the PTM targeting OBR is a new mechanism underlying leptin resistance and thus open new therapeutic perspectives against obesity.

Le traitement de l’obésité est devenu un problème majeur de santé publique aussi bien dans les pays industrialisés que dans les pays en voie de développement. La leptine est une hormone clé dans le contrôle de l’homéostasie énergétique et glucidique en agissant au niveau du noyau arqué de l’hypothalamus (ARC). La résistance à la leptine au niveau de ce noyau hypothalamique contribue au développement de l’obésité. Par conséquent, prévenir son installation et lever cette résistance constitue un enjeu thérapeutique majeur. Notre laboratoire à récemment mis en évidence que la protéine Endospanine 1 est un régulateur négatif des fonctions du récepteur de la leptine (OB-R). En effet, cette protéine, exprimée à partir du même gène qu’OB-R, est capable d’interagir avec ce récepteur et de le retenir dans le compartiment intracellulaire. L’extinction d’Endospanine 1 spécifiquement au niveau de l’ARC prévient l’installation d’une obésité induite par un régime gras. Ces données démontrent donc, in vivo, l’importance de cette protéine dans la régulation des fonctions d’OB-R. Suite a ces résultats prometteurs, l’objectif premier de ma thèse a été d’approfondir nos connaissances sur le rôle joué, in vitro et in vivo, par Endospanine 1, ainsi que par son homologue Endospanine 2, dans la régulation des fonctions d’OB-R. Le second objectif de ce travail de thèse a été d’identifier de nouveaux composés capables de sensibiliser la réponse à la leptine chez les individus obèses. Ce travail a permis de montré que des souris rendues obèses par un régime gras présentaient une surexpression d’Endospanine 1 dans l’ARC suggérant ainsi une potentielle implication de cette protéine dans le développement de la résistance à la leptine. D’autre part, nous avons démontré que l’extinction d’Endospanine 1, dans l’ARC, permet de prévenir l’installation d’une obésité et de la corriger chez des souris obèses et conduit à une altération de la sécrétion d’insuline par le pancréas. Cet effet double sur le poids corporel et sur la glycémie pourrait être expliqué par l’effet différentiel de l’extinction d’Endospanine 1 sur l’activation des voies STAT3 et PI3K/AKT. En effet, en absence d’Endospanine 1 la voie STAT3 est suractivée tandis que la voie PI3K est inhibée. De façon surprenante, l’extinction d’Endospanine 2, second membre de la famille des Endospanines, inhibe de façon drastique l’activation de la voie STAT3 suggérant que ces protéines pourraient jouer des rôles différents dans la régulation des fonctions d’OB-R. Ce travail a également permis de décrire, pour la première fois, les conséquences d’une déficience en Endospanine 1 chez l’Homme. Nos données suggèrent qu’Endospanine 1 ne régule pas les fonctions d’autres protéines, définissant ainsi Endospanine 1 comme une cible thérapeutique hautement spécifique dans la correction de la signalisation leptine.La dernière partie de cette étude a consisté en l’identification de nouveaux composés capables d’activer OB-R ou d’augmenter son expression de surface. Deux tests de criblages ont permis d’identifier de telles molécules. Après validation et caractérisation, de tels composés pourraient être utilisés comme outils thérapeutique afin de restaurer la sensibilité à la leptine perdue chez les individus obèses. / Obesity is one of the greatest current public health challenges, not only in industrialized countries but also in developing countries. The hypothalamic arcuate nucleus (ARC) is a major integration centre for energy and glucose homeostasis that responds to peripheral hormones such as leptin. Resistance to leptin in the ARC is an important component of obesity development and its prevention or reversal represents a major therapeutic goal. Our laboratory recently described endospanin 1 as a negative regulator of the leptin receptor (OB-R) that by interacting with OB-R retains the receptor inside the cell. Interestingly, both proteins are expressed from the same promoter. Silencing of endospanin 1 in the ARC prevented the development of diet-induced obesity demonstrating the importance of this protein on OB-R in vivo function.Based on these encouraging findings the first aim of this thesis was to extend our understanding of the in vitro and in vivo role of endospanin 1 and its homologue, endospanin 2, on OB-R function. The second aim consisted in the identification of chemical compounds able to sensitize the leptin response in obese patients. We show here that endospanin 1 is up-regulated in the ARC of obese mice suggesting a potential contribution of this protein to the development of leptin resistance. Its silencing in the ARC of naïve and obese mice reverses obesity development and impairs pancreatic insulin secretion. This dual effect correlates with the differential effect of endospanin 1 on OB-R signaling, inhibition of the STAT3 pathway and activation of the AKT pathway. Intriguingly, endospanin 2, the second member of the endospanin family, promotes efficient STAT3 activation suggesting differential roles of both endospanins on OB-R function.We characterized an obese patient carrying a homozygous deletion in the chromosomal 1p31.3 region coding for endospanin 1. This is the first report defining the consequences of endospanin 1-deficiency in humans. Our data suggest that endospanin 1 has no major OB-R-independent functions thus defining endospanin 1 as an attractive and highly specific therapeutic target for the improvement of impaired leptin signaling.In the last part of the thesis two screening assays were developed to identify compounds that either activate OB-R or promote its cell surface expression. Primary screens were successfully performed for both assays and positive hits identified. Validated hits might be useful to resensitize the impaired leptin response in obese patients.

Réguler la prise alimentaire et la dépense énergétique permet en général de limiter d'importants changements de poids corporel. Hormones (leptine, ghréline, insuline) et nutriments sont impliqués dans ces régulations. La résistance à la leptine, souvent associée à l'obésité, limite la régulation de la prise alimentaire. La modélisation mathématique de la dynamique du poids contribue en particulier à une meilleure compréhension des mécanismes de régulation (notamment chez l’humain). Or les régulations hormonales sont largement ignorées dans les modèles existants.Dans cette thèse, nous considérons un modèle de régulation hormonale du poids appliqué aux rats, composé d'équations différentielles non-linéaires. Il décrit la dynamique de la prise alimentaire, du poids et de la dépense énergétique, régulés par la leptine, la ghréline et le glucose. Il reproduit et prédit l'évolution du poids et de la prise alimentaire chez des rats soumis à différents régimes hypocaloriques, et met en évidence l'adaptation de la dépense énergétique. Nous introduisons ensuite le premier modèle décrivant le développement de la résistance à la leptine, prenant en compte la régulation de la prise alimentaire par la leptine et ses récepteurs. Nous montrons que des perturbations de la prise alimentaire, ou de la concentration en leptine, peuvent rendre un individu sain résistant à la leptine et obèse. Enfin, nous présentons une simplification réaliste de la dynamique du poids dans ces modèles, permettant de construire un nouveau modèle combinant les deux modèles précédents / The regulation of food intake and energy expenditure usually limits important loss or gain of body weight. Hormones (leptin, ghrelin, insulin) and nutrients (glucose, triglycerides) are among the main regulators of food intake. Leptin is also involved in leptin resistance, often associated with obesity and characterized by a reduced efficacy to regulate food intake. Mathematical models describing the dynamics of body weight have been used to assist clinical weight loss interventions or to study an experimentally inaccessible phenomenon, such as starvation experiments in humans. Modeling of the effect of hormones on body weight has however been largely ignored.In this thesis, we first consider a model of body weight regulation by hormones in rats, made of nonlinear differential equations. It describes the dynamics of food intake, body weight and energy expenditure, regulated by leptin, ghrelin and glucose. It is able to reproduce and predict the evolution of body weight and food intake in rats submitted to different patterns of caloric restriction, showing the importance of the adaptation of energy expenditure. Second, we introduce the first model of leptin resistance development, based on the regulation of food intake by leptin and leptin receptors. We show that healthy individuals may become leptin resistant and obese due to perturbations in food intake or leptin concentration. Finally, modifications of these models are presented, characterized by simplified yet realistic body weight dynamics. The models prove able to fit the previous, as well as new sets of experimental data and allow to build a complete model combining both previous models regulatory mechanisms

Vor dem Hintergrund der zunehmenden Prävalenz von Adipositas ist die Erforschung der zugrunde liegenden Pathomechanismen, unter anderem der Leptinresistenz, von großer Bedeutung. Der Schwerpunkt der vorliegenden Arbeit lag in der Etablierung und Validierung einer Methode zur Bestimmung der Bioaktivität von Leptin in Serum. Aufgrund des Vorhandenseins von Leptinbindungsproteinen erscheint nur der Teil des Serumleptins funktionell entscheiden, der tatsächlich den Leptinrezeptor erreicht und eine Bioantwort im Sinne einer Gewichtsreduktion auszulösen vermag. Der Bioassay basiert auf der Nutzung von Luciferase als Reportergen im HEK-293-Zellkulturmodell. Während der Validierung konnte gezeigt werden, dass der Test ein sensitives und spezifisches Verfahren zur Messung von Leptin im Serum darstellt. Problematisch blieb die Reproduzierbarkeit der Messergebnisse, so dass deren Interpretation im Vergleich mit Ergebnissen anderer Verfahren zum Nachweis von Leptin (Radioimmunoassay) sinnvoll erscheint. Der Luciferase-Bioassay wurde zur Bestimmung des Leptins im Serum adipöser Kinder eingesetzt, wobei eine statistisch signifikante Korrelation zwischen deren Bioaktivität und klinischen Markern der Adipositas gefunden wurde.

Le maintien de l’homéostasie énergétique est placé sous le contrôle de cytokines qui agissent dans le système nerveux central, notamment au niveau de l’hypothalamus. En particulier, la leptine, cytokine produite par le tissu adipeux, diminue la prise alimentaire et stimule la perte de poids. L’obésité est une épidémie mondiale qui progresse de façon alarmante, notamment chez les enfants et souvent associée à des pathologies sévères et des désordres endocriniens comme la résistance à la leptine ou à l’insuline. Le CNTF (Ciliary Neurotrophic Factor) est une neurocytokine de la même famille que la leptine dont l’un des principaux avantages est qu’il stimule la perte de poids dans les cas de leptino-résistance en activant les mêmes voies de signalisation que la leptine (Benomar et al., 2009). Face à l’épidémie mondiale d’obésité,chez la population adulte comme enfantine, il apparaît nécessaire de décrypter les mécanismes impliqués dans la genèse de la maladie ainsi que les potentiels agents thérapeutiques.L’objectif premier de ce travail de thèse a été de caractériser l’impact d’une alimentation maternelle hyperlipidique (HF) sur les capacités de contrôle de l’homéostasie énergétique chez la descendance. En effet, le concept de « programmation métabolique » propose que des pertubations de l’environnement périnatal puissent influencer durablement la descendance, la rendant plus susceptible de développer une obésité dans un contexte nutrionnellement riche.Des études menées au sein du laboratoire ont montré qu’un régime maternel HF pouvait programmer l’acquisition de la leptino-résistance chez la descendance à l’âge adulte (Ferezou-Viala et al., 2007b). Nous avons donc testé la prédispostion de ces animaux à prendre du poids lorsqu’ils étaient nourris avec un régime hypercalorique (P). Nos données ont montréqu’étonnamment, le régime maternel HF protégeait la descendance contre le gain de poids induite par le régime P, induisait des modifications d’expression des marqueurs de l’homéostasie énergétique dans le foie et l’hypothalamus, ainsi que de profondes réorganisations cytoarchitectoniques dans le noyau arqué. Plus précisément, le régime maternel HF était associé à une réorganisation de la couverture astrocytaire périvasculaire dans le noyau arqué de la descendance qui persistait à l’âge adulte.Dans une seconde partie de la thèse, nous avons étudié les mécanismes d’action du CNTF. En effet, notre équipe a récemment mis en évidence que le CNTF endogène pourrait jouer un rôle dans la régulation de l’homéostasie énergétique. Les niveaux hypothalamiques de cette cytokine, présente dans les astrocytes et les neurones du noyau arqué, augmentent chez les animaux résistant à une alimentation hypercalorique. Cela pourrait suggérer un rôle protecteur du CNTF contre la prise de poids chez certains individus (Vacher et al., 2008). A ce jour, les mécanismes d’action du CNTF restent cependant mal compris car ce dernier ne possède pas de peptide signal et n’est donc pas sécrété selon des mécanismes d’exocytose classiques. Partant du constat que le CNTF et ses sous-unités réceptrices étaient distribuées de façon similaire dans les cellules du noyau arqué, nous avons émis l’hypothèse que le CNTF pourrait exercer une action intracellulaire sur les cellules de cette structure. Dans cette étude nous démontrons que le CNTF peut interagir directement avec ses récepteurs dans le noyau des neurones anorexigènes du noyau arqué, pour réguler leur activité transcriptionnelle. Ces données proposent ainsi un nouveau mécanisme à l’action anorexigène du CNTF / Obesity is a major health disease which involves numerous metabolic disorders. Increasing evidence suggests that the risk of developing the pathology in adulthood may be influenced through inappropriate perinatal nutrition. In our study, we first investigated the impact of a maternal high-fat (HF) diet, which is known to induce hypothalamic leptin resistance in adult offspring (Férézou-Viala et al., 2007), to develop obesity in a rich diet environment (P diet). Our results showed that surprisingly, HF maternal diet protected offspring against body weight gain induced by P diet. In a second part of the thesis, we studied mechanisms of action of CNTF, a neurocytokine which could protect some people against body weight gain induced by a P diet (Vacher et al., 2008). Results of this study showed that CNTF ant its subunits receptors could translocate to the hypothalamic cell nucleus to induced POMC transcription.