Dans cette étude, par une approche de type "génome entier", les profils d'expression génique des macrophages du tissu adipeux viscéral (ATM) et ceux des macrophages issus de la différenciation in vitro de monocytes (MDM) circulants, provenant d’un même individu obèse, ont été comparés à l'état basal. Nos résultats ont permis d’identifier plusieurs voies de signalisation différemment exprimées entre ces deux types cellulaires. En particulier des cytokines inflammatoires et leurs récepteurs, des composants de la matrice extracellulaire de même que des molécules attractantes telles que les chimiokines de type CCL et CXCL, sont fortement exprimés dans les ATM. Fait intéressant, les protéines appartenant à ces voies ont été retrouvées sécrétées dans le milieu conditionné provenant de la culture des ATM, ou en concentrations élevées dans le sérum des patients obèses comparés à celui de patients minces. Nous avons voulu valider les différences observées, en reconstituant l’environnement obésogène des ATM dans le TA grâce à l’utilisation de "co-cultures" indirectes de préadipocytes et de MDM. Dans leur ensemble, nos résultats montrent que les ATM ont un profil génomique et fonctionnel qui ressemble à celui des macrophages associés aux tumeurs (TAM). De plus, nous retrouvons au sein des gènes spécifiquement exprimés par les ATM une surexpression et une activation des facteurs de transcription NF-kB, HIF1a et STAT-3, connus comme impliqués dans le développement des cancers et qui sont à l’origine de la plasticité des TAM. Dans ce contexte, les Liver X Receptors (LXR) a et b, de même que les Peroxisomes Proliferator-Ativated Receptor gamma (PPARg) sont des récepteurs nucléaires exprimés dans les MDM qui apparaissent comme des cibles thérapeutiques de grand intérêt du fait de leurs propriétés anti-inflammatoires. Le second objectif de notre étude a été de savoir, toujours par une approche de type "génome entier", si les ATM et les MDM répondent différemment aux agonistes de LXR. De nouveaux gènes cibles de LXR spécifiques des ATM, ont été identifiés et en particulier nous montrons que les chimiokines ligands CXCL5 et CXCL11 surexprimés dans les ATM (et impliquées dans les cancers), sont négativement régulés par les agonistes de LXR. De plus, notre étude nous a permis d’analyser le rôle des LXR dans la modulation du "cross-talk" entre ATM et adipocytes en évaluant l’influence des facteurs sécrétés par les ATM, préalablement traités ou non par les agonistes des LXR, sur le métabolisme adipocytaire. En effet, nos travaux démontrent que le milieu conditionné des ATM traités par les ligands de LXR restaure partiellement l'expression de gènes impliqués dans la lipogenèse et le métabolisme du glucose e diminue l’expression des gènes impliqués dans la réponse inflammatoire dans les adipocytes.Dans une autre partie de notre étude, la capacité de PPARg et/ou de LXR à réguler l’expression de la visfatine dans les macrophages a été analysée, de même que l’influence de cette régulation sur sa sécrétion et sur la production intracellulaire de NAD+. Au sein du TA, les ATM sont la principale source de visfatine dont l'implication dans le développement de certaines pathologies dont le DT2 est largement reconnue. La visfatine (Nampt) est une adipokine pro-inflammatoire mais aussi une enzyme assurant la synthèse du NAD+, cofacteur ou substrat de nombreuses enzymes cellulaires. Nos résultats permettent de montrer que l’activation de LXR ou de PPARg par leurs ligands entraîne respectivement une diminution ou une augmentation de l'expression génique de la visfatine. L’augmentation de l’expression de l’ARNm de la visfatin suite à l’activation de PPARg s’accompagne d’une augmentation de l’expression protéique et de la sécrétion. / X

But : L’inflammation joue un rôle important dans la pathophysiologie de l’athérosclérose. Des marqueurs non spécifiques de l’inflammation tels que la Protéine C-Réactive (CRP) sont associés à un risque élevé de développer l’athérosclérose ou des complications aigues. Par sa capacité à se différencier en macrophage et à interagir avec différents types cellulaires, le monocyte joue un rôle essentiel dans l’athérogenèse. Afin de mieux caractériser le lien causal entre CRP et athérosclérose, nous avons étudié les effets de la CRP sur plusieurs aspects de la biologie du monocyte humain. Matériel et Méthodes : Les monocytes isolés du sang périphérique d’hommes jeunes (n=9) et de femmes pré ménopausées (n=9) en bonne santé ont été purifiés par gradient de Ficoll et sélection positive CD14, mis en culture pendant une nuit puis exposés à la CRP purifiée (25 µg/ml) pendant 12 ou 24 h. Une puce à oligonucléotides réalisée à façon par nos soins et contenant 250 gènes a permis d’effectuer le profilage de l’expression génique des monocytes traités ou non par la CRP. Les variations d’expression de certains gènes ont été confirmées par PCR quantitative et western blot. Résultats et Discussion : Nos résultats montrent que la CRP augmente l’expression des cytokines proinflammatoires IL-1 et IL-6, et des chimiokines IL-8 et Gro-beta. En revanche, la CRP diminue l’expression des MIP-1alpha, MIP-1beta et de l’alpha 2 macroglobuline. De plus, nous rapportons ici pour la première fois que la CRP augmente l’expression génique du récepteur nucléaire Liver X Receptor (LXR) alpha, facteur de transcription dont le rôle dans l’athérosclérose n’a été que récemment suggéré. Par western blot, nous montrons que l’augmentation d’expression du LXR alpha est suivie de sa translocation nucléaire. En conclusion, cette thèse montre que la CRP exerce à la fois des effets pro- et antiinflammatoires sur les monocytes humains ex-vivo. Nos résultats sont en faveur d’un rôle anti-athérogénique de la CRP de part son effet précédemment inconnu sur le LXR alpha. / Object : Inflammation plays an important role in the pathophysiology of atherosclerosis. Non specific inflammation biomarkers, such as C-Reactive Protein (CRP), are associated with a higher risk of developing atherosclerosis or other acute complications. By its capacity to differentiate into macrophages and to interact with other cells monocytes play a key role in atherogenesis. In order to better understand the causal link between CRP and atherosclerosis, we studied the effects of CRP on several aspects of human monocyte biology. Material and methods : Monocytes isolated from peripheral blood of healthy men (n=9) and healthy premenopausal women (n=9), were purified by Ficoll and CD14 positive selection, cultured over night then exposed to purified CRP (25 µg/ml) for 12 or 24h. A custom-made oligonucleotide array of 250 genes was used to analyse gene expression profiles of monocytes exposed or not to CRP. Changes in gene expression were confirmed by quantitative PCR and western blot. Results and Discussion : Our results show CRP increased pro-inflammatory cytokine (IL-1 and IL-6) and chemokine (IL-8 and Gro-beta) expression. In contrast, CRP decreased MIP-1 alpha, MIP-1 beta and alpha-2 macro-globuline expression. Furthermore, we were able to report, for the first time, that CRP increased gene expression of Liver X receptor (LXR) alpha, a transcription factor whose role in atherosclerosis has only recently been shown. Using western blot, we showed that the increased LXR alpha gene expression was followed by its nuclear translocation. In conclusion, this thesis suggests that CRP may have both pro and anti-inflammatory effects on the human monocyte ex-vivo. Our results argue in favor of an anti-atherogenic role of CRP, at least in part by its new effect on LXR alpha.

Le testicule des mammifères possède deux fonctions majeures : la production des spermatozoïdes et la synthèse des androgènes. Le maintien et la régulation de cette fonction sont sous le contrôle des facteurs endocrines et paracrines, mais sont aussi liés à l’homéostasie des lipides, notamment le cholestérol. Les récepteurs nucléaires des oxystérols (LXRs) sont des facteurs de transcription appartenant à la superfamille des récepteurs nucléaires. Les LXRs sont exprimés dans le tractus génital mâle et les testicules et leurs ligands y sont présents à des concentrations physiologiquement actives. Dans ces organes, ces récepteurs régulent l’homéostasie du cholestérol, un précurseur indispensable pour la synthèse des stéroïdes testiculaires. Ils contrôlent aussi les différentes étapes de la stéroïdogenèse en régulant les enzymes de la stéroïdogenèse. Enfin, leur rôle dans la balance prolifération/apoptose des cellules germinales est éminent. On assiste depuis les dernières décennies à une augmentation des anomalies de la différenciation de l’appareil génital mâle (hypospadias, cryptorchidisme) et du cancer du testicule, ainsi qu’à une diminution quantitative et qualitative de la production de spermatozoïdes. Il a été proposé que ces anomalies aient pour origine une perturbation du développement du testicule pendant la vie foetale. Des arguments écologiques, expérimentaux et cliniques laissent supposer que ces troubles résultent, au moins en partie, de l’augmentation du nombre et de la concentration des perturbateurs endocriniens dans l’environnement et dans la nourriture. Ainsi, les xénoestrogènes comme le diéthylstilbestrol (DES), agissent sur les récepteurs des oestrogènes en provoquant des effets néfastes sur la fonction de reproduction masculine. Le but de ce travail a été d’évaluer l’effet postnatal du DES sur la fonction de reproduction chez la souris mâle. Pour pouvoir comprendre l’intervention des LXRs, nous avons choisi d’étudier cet effet chez les souris KO pour les deux isoformes de ces récepteurs nucléaires (lxrαβ-/-). Ce modèle doit nous permettre d’identifier si les effets délétères du DES sur le testicule passent par lxrαβ et d’identifier plus précisément les mécanismes mis en jeu. Nous avons pu montrer que le DES provoque la perturbation de la stéroïdogenèse en diminuant les transcrits de la plupart des gènes stéroïdogéniques (StAR, Cyp11A1, Cyp17a1). Les analyses histologiques montrent que le DES altère la balance prolifération/apoptose quel que soit le génotype, indiquant la perturbation des spermatogonies pré- et post-méiotiques. Nous avons pu montrer également que l’effet du DES sur le phénotype lxrαβ-/- est plus accentué, suggérant un effet protecteur des LXRs in vivo contre l’effet délétère du diéthylstilbestrol. / The mammalian testis has two major functions, sperm production, and synthesis of androgens. The maintenance and regulation of those two functions are under the control of endocrine and paracrine factors, but are also related to lipid homeostasis, including cholesterol. The nuclear oxysterol receptors (LXRs) are transcription factors belonging to the superfamily of nuclear receptors. The LXRs are expressed in the male genital tract and testis, and their ligands are active at physiological concentrations. In these organs, these receptors regulate cholesterol homeostasis, a precursor essential for the synthesis of testicular steroids. They also control the different steps of steroidogenesis by regulating the enzymes of steroidogenesis. In the end, their role in the balance proliferation / apoptosis of germ cells is prominent. In recent decades, there has been an increase in abnormal differentiation of the male genital tract (hypospadias, cryptorchidism) and testicular cancer, as well as a decrease in quantity and quality of sperm production. It was proposed that these abnormalities originate from a disturbance of testicular development during fetal life. Environmental, experimental and clinical arguments suggest that these disorders result, at least in part, to the increased number and concentration of endocrine disruptors in the environment and in food. Thus, xenoestrogens such as diethylstilbestrol (DES) act on the estrogen receptors, causing adverse effects on male reproductive function. The aim of this study was to assess the effect of DES on postnatal reproductive function in male mice. To understand the involvement of nuclear oxysterol receptors, we chose to study this effect in LXRαβ-null mice (lxrαβ-/-). This model should allow us to determine whether the deleterious effects of DES on testis go through lxrαβ and to identify more precisely the mechanisms involved. We have shown that DES causes disruption of steroidogenesis by decreasing transcripts of most steroidogenic genes (StAR, CYP11A1 and Cyp17a1). The histological analysis showed that DES alters the proliferation / apoptosis ratio whatever the genotype, indicating the disruption of pre-and post-meiotic spermatogonia. We have also shown that the effect of DES on the phenotype lxrαβ-/- is more pronounced, suggesting a protective effect of LXRs in vivo against the deleterious effect of diethylstilbestrol.

The metabolic syndrome is a collection of pathologies including dyslipidemia, obesity and insulin resistance. A thorough understanding of the mechanisms behind metabolic syndrome development would help in the development of treatment and prevention strategies. Our lab has previously shown that cholesterol feeding exacerbates features of the metabolic syndrome in high fat-, high fructose-fed mice. The nuclear receptor Liver X Receptor (LXR), a master transcriptional regulator of cholesterol, fat and carbohydrate metabolism in the liver, is endogenously activated by oxysterols, metabolic derivatives of cholesterol. In order to determine whether cholesterol exerts its metabolic effects via LXR activation, parallel studies were conducted comparing chronic cholesterol supplementation with LXR activation in the hamster. Results showed that cholesterol feeding and LXR activation caused similar dyslipidemia, glucose intolerance and upregulation of target mRNA and proteins. These data support the hypothesis that the dyslipidemic effects of dietary cholesterol are mediated at least in part by LXR.

The metabolic syndrome is a collection of pathologies including dyslipidemia, obesity and insulin resistance. A thorough understanding of the mechanisms behind metabolic syndrome development would help in the development of treatment and prevention strategies. Our lab has previously shown that cholesterol feeding exacerbates features of the metabolic syndrome in high fat-, high fructose-fed mice. The nuclear receptor Liver X Receptor (LXR), a master transcriptional regulator of cholesterol, fat and carbohydrate metabolism in the liver, is endogenously activated by oxysterols, metabolic derivatives of cholesterol. In order to determine whether cholesterol exerts its metabolic effects via LXR activation, parallel studies were conducted comparing chronic cholesterol supplementation with LXR activation in the hamster. Results showed that cholesterol feeding and LXR activation caused similar dyslipidemia, glucose intolerance and upregulation of target mRNA and proteins. These data support the hypothesis that the dyslipidemic effects of dietary cholesterol are mediated at least in part by LXR.

The regulation of gene expression at the transcriptional level is one of the paramount mechanisms for maintaining control of growth, development and metabolic homeostasis. The Liver X Receptor (LXRa) is a novel member of the nuclear hormone receptor superfamily of transcription factors, which was originally isolated in our laboratory. Subsequent studies have revealed that LXRa is an essential transcriptional regulator of cholesterol homeostasis and a number of potent LXRa activators, including the oxysterol 22(R)-hydroxycholesterol have also been identified. As other members of the superfamily, LXRa exerts its regulatory control of target genes directly by binding to LXRa-responsive enhancer elements (LXREs), located upstream of the target gene promoter. Our laboratory initially demonstrated that LXRa heterodimerizes with the Retinoid X Receptor (RXRa) and cooperatively binds to a synthetic LXRE (DR4- LXRE), which consists of direct repeats of the hexad core consensus sequence spaced by four nucleotides. Tc date, two naturally occurring LXREs have been identified, including the LXRE--L\MTV element, located in the promoter region of the mouse mammary tumor vims long terminal repeat and the CYP7 A-LXRE element, located in the proximal promoter region of the rat cholesterol a-hydroxylase gene. In order to delineate the mechanism by which LXRa mediates the transcriptional regulation of target genes, a series of highly integrated characterization studies were initiated. Our initial interest was identifying the transactivation properties ofLXRa. Thus, a series of tramient transfection studies were performed, which investigated the effect of various LXREs, ligands/activators and cell lines on LXRa.-mediated transactivation. Ultimately, these studies revealed that the LXRa.-mediated transcriptional response was highly varied and specifically dependent upon the response element, ligand and cell line employed. Thus, these investigations indicate the specificity and great diversity in the nuclear hormone receptor-mediated transcriptional regulation of target genes. Furthermore, these studies resulted in the establishment of a viable and efficient transient transfection assay for further LXRa. in vivo investigations. Nuclear hormone receptors, including LXRa., are comprised of several modular domains termed AlB, C, D and E. A number of recent studies have implicated the highly divergent AlB domain of variety of nuclear receptors, and their isoforms, as a participant in transactivation. Specifically, these nuclear receptors have been shown to posses, within their respective AlB domains, an autonomous ligand-independent transactivation function termed the AF-1 domain, which can either function independently or can synergize with the E domain of the same receptor. Thus, determination of whether or not the 97 amino acid AI B domain of LXRa. participated in LXRa.-mediated transactivation became a main focus; in our investigation of LXRa.. In vitro EMSA analysis revealed that deletion of up to 63 amino acids of the N-terminal region of the LXRa. AlB domain did not effect either LXRa./ RXR.a. heterodimerization nor cooperative binding to LXREs. In vivo transient transfection assays further illustrated that theN-terminal 63 amino acids of the LXR.a. AlB domain were dispensable for LXR.a./RXR.a.-mediated transactivation. Therefore, as determined by the limitations of these assays, theNIV terminal63 amino acids of the LXRa AlB domain do not participate in neither transactivation nor heterodimerization and subsequent binding to LXR.Es. Transcriptional regulation, mediated by members of the nuclear hormone receptor superfamily, has been shown to involve multiple auxiliary co-factors, which modulate receptor-mediated tnmsactivation. These co-factors can either serve to repress (corepressors) or activate (co-activators) transcription not only through blocking or facilitating interactio r1s, respectively, between receptors and the basal transcription machinery but also through chromatin remodeling. Thus, the identification of LXRainteracting co-facton and the subsequent investigation of their ability to modulate LXRamediated transactiva1ion, were of particular interest. We demonstrated, via utilization of in vitro GST-binding assays, that LXRa interacts with RIP 140, SRC-1a and SMRT cofactors in a ligand-independent manner. Furthermore, these studies illustrate that the LXRa AF-2 core domain is necessary for efficient RIP 140 and SRC-1a binding. Surprisingly, this domain appears to impede, although not absolutely, the SMRTILXRa interaction, which has also been observed for the Retinoic Acid Receptor (RAR)/SMRT interaction. Functional studies ofLXRa, RXRa and RIP 140 indicate that RIP 140 antagonizes LXRa/RXR.a-mediated transactivation, which suggests that RIP 140 may serve to attenuate the transcriptional response of nuclear receptors modulated by other, more potent co-activators, as previously suggested in Peroxisome Proliferator-activated receptor a (PPARa);RIP 140 studies. As well, it is apparent that neither'the RIP 140/LXRa interaction nor the RIP 140-mediated repression of LXRa activity is effected upon deletion of the N-terminal 63 amino acids of the LXR.a. AlB domain. Interestingly, functional studies of LXR.a., RXR.a. and the partial SRC-1a clone, which lacks the Nterminal PAS-bHLH domain, indicate that this SRC-1a clone antagonized LXR.a.IRXR.a.mediated transactivation. While this result may simply demonstrate the necessity for a full length SRC-1a clone it may also indicate SRC-1 isoform-specific differences as previously illustrated in Estrogen Receptor (ER)/SRC-1 studies. Lastly, preliminary functional studies of LXR.a., RXR.a. and S:MR.T indicate that S:MR.T has no significant effect on LXR.a./RXR-mediated transactivation. These tentative results indicate that while LXR.a. and SMRT interaction in solution, S:MR.T may not be able to interact with LXR.a. when bound to DNA, and is thus unable to modulate LXR.a.-mediated transcriptional activation as previously demonstrated for the PP ARy and the orphan receptor Rev Erb. Taken together, the investigations presented in this study of LXR.a., further our understanding of not only the mechanism by which LXR.a. mediates its transcriptional response, but also hew nuclear receptors achieve specificity and diversity in the activation of target gene expression. / Thesis / Master of Science (MS)

Yes / The current paradigm of toxicity testing is set within a framework of Mode-of-Action (MoA)/Adverse Outcome Pathway (AOP) investigations, where novel methodologies alternative to animal testing play a crucial role, and allow to consider causal links between molecular initiating events (MIEs), further key events and an adverse outcome. In silico (computational) models are developed to support toxicity assessment within the MoA/AOP framework. This paper focuses on the evaluation of potential binding to the Liver X Receptor (LXR), as this has been identified among the MIEs leading to liver steatosis within an AOP framework addressing repeated dose and target-organ toxicity. The objective of this study was the development of a priority setting strategy, by means of in silico approaches and chemometric tools, to allow for the screening and ranking of chemicals according to their toxicity potential. As a case study, the present paper outlines the methodologies and procedures that have been developed in the context of the COSMOS/cosmetics safety assessment project [4], which developed computational methods in view of supporting cosmetics safety assessment, to rank chemicals based on their potential binding to LXR. Chemicals are ranked based on molecular and QSAR modelling outcomes. The contribution in this paper is threefold: the QSAR model for LXR dataset, an application of molecular modeling approaches, which have been developed and optimized for drug discovery, in the context of toxicology, and finally ranking chemicals based on diverse modelling outcomes. The novelty in this paper consists of the employment of linear (logistic regression) and non-linear (Random Forest) models in the context of ranking chemicals. The results show that these methods can be successfully applied for prioritization of compounds of major concern for potential liver toxicity, and that they perform better than the ranking methods reported in the literature to date (such as total ordering or data fusion). / European Community’s Seventh Framework Program (FP7/2007-2013) COSMOS Project under grant agreement n° 266835 and from Cosmetics Europe.

Au cours de ces dernières décennies, l’augmentation de la consommation de glucides, d’acides gras et de cholestérol liée aux changements des habitudes alimentaires dans la plupart des pays industrialisés est à l’origine de nombreuses pathologies telles que l’obésité, les troubles cardiovasculaires, le développement du diabète de type II et la survenue de cancers. Plusieurs arguments bibliographiques suggèrent notamment que le cholestérol puisse être un élément à risque dans la survenue du cancer de la prostate. D’une part, l’hypercholestérolémie est associée à une augmentation des cas de cancer de la prostate et, d’autre part, les cellules cancéreuses présentent des dérèglements du métabolisme des lipides associés à l’accumulation de cholestérol dans les tumeurs solides. Les objectifs de ces travaux ont été d’analyser le rôle du cholestérol dans le développement du cancer de la prostate et d’étudier le rôle des récepteurs nucléaires LXRs (liver X receptors), régulateurs fondamentaux de l’homéostasie du cholestérol, dans les mécanismes associés à l’initiation et à la progression tumorale. Nos résultats montrent qu’une accumulation de cholestérol, induite par un régime chez les souris déficientes en LXRs, peut initier les premières étapes du développement tumoral par des mécanismes épigénétiques mettant en jeu l’action répressive de l’histone méthyltransférase EZH2 sur des gènes suppresseurs de tumeur. En parallèle, l’activation pharmacologique des LXRs dans des cellules cancéreuses humaines réduit la croissance tumorale en augmentant la mort des cellules par des mécanismes faisant intervenir les rafts lipidiques. Au total, nos travaux révèlent l’existence d’une relation entre la consommation excessive de cholestérol et la modification d’empreintes épigénétiques, mécanisme de plus en plus associé aux processus carcinogéniques. Nos données indiquent également que les LXRs, en s’opposant à l’accumulation de cholestérol intracellulaire, ralentissent l’initiation et la progression du cancer de la prostate. Ainsi, toute stratégie thérapeutique visant à diminuer le cholestérol intra-tumoral, telle que l’activation pharmacologique des LXRs, peut être considérée comme une piste thérapeutique dans le cadre du cancer de la prostate. / In the recent decades, increased consumption of carbohydrates, fatty acids and cholesterol, linked to changes in dietary habits in most industrialized countries, is the cause of various diseases such as obesity, cardio-vascular troubles, development of type II diabetes and the onset of cancer. Literature reveals several arguments suggesting that cholesterol may be a risk factor in the occurrence of prostate cancer. First, hypercholesterolemia has been associated with an increased incidence of prostate cancer and, second, cancer cells exhibit deregulations of lipid metabolism associated with cholesterol accumulation in solid tumors. The objectives of this work were to analyze the role of cholesterol in the development of prostate cancer and to study the role of nuclear receptors LXRs (liver X receptors), fundamental regulators of cholesterol homeostasis, in the mechanisms associated with tumor initiation and progression. Our results show that cholesterol overload induced by a diet in lxr knockout mice may initiate the early stages of tumor development by epigenetic mechanisms involving the repressive action of histone methyltransferase EZH2 on tumor suppressor genes. In parallel, the pharmacological activation of LXRs in human cancer cells reduced tumor growth by increasing cell death through mechanisms involving lipid rafts.Taken together, our data reveal the existence of a relationship between environmental factors such as diet consumption of cholesterol and changes of epigenetic imprinting, a mechanism increasingly associated with carcinogenic process. Our data also indicate that LXRs protect from the initiation and progression of prostate cancer by blocking the accumulation of intracellular cholesterol. Thus, all therapeutic strategies leading to intra-tumoral cholesterol lowering, such as pharmacological activation of LXRs, may be relevant treatments of prostate cancer.

L’hypertrophie bénigne de la prostate (HBP) est une pathologie qui affecte 50% des hommes dès l’âge de 60 ans et qui conduit à des troubles de la miction. L’HBP se caractérise par une hypertrophie exclusive ou composite de plusieurs compartiments tissulaires de la prostate que sont l’épithélium, le stroma et les fibres musculaires qui définissent respectivement les composantes glandulaire, fibreuse et musculaire de cette pathologie. Il a récemment été montré que les souris dépourvues en récepteurs nucléaires LXR (Liver‐X‐receptor) α (souris lxrα‐/‐) développent une hypertrophie de la prostate dont les signes histologiques évoquent une HBP de type fibreuse. Par ailleurs, un des traitements de l’HBP, vise à éteindre la signalisation androgénique en inhibant la conversion de la testostérone en son métabolite actif, la dihydrotestostérone (DHT). Le phénotype d’hypertrophie de la prostate pourrait donc également s’expliquer par une altération de la signalisation androgénique dans les souris lxrα‐/‐. Dans ce contexte, notre projet de recherche a été centré sur l’étude du rôle des LXR dans l’apparition de l’HBP dans sa composante glandulaire et l’analyse des relations moléculaires associant les signalisations dépendantes de LXRα et du récepteur des androgènes (AR) au sein de la prostate. Le phénotype d’HBP observé dans les souris lxrα‐/‐ résulte d’altérations importantes de l’homéostasie de l’épithélium qui miment la composante glandulaire : 1) une activité sécrétoire accrue ; 2) une altération des processus de sécrétion associée à une altération de l’expression des gènes codant des protéines du transport vésiculaire ; 3) une réponse altérée de certains gènes androgéno‐dépendants associée à une hypersensibilité aux androgènes ; 4) des modifications du réseau paracrine reliant le stroma et l’épithélium. Au final, ces travaux définissent LXRα comme un acteur clé de l’homéostasie prostatique et ouvrent des pistes intéressantes pour la compréhension de l’étiologie de l’HBP chez l’homme. Ces résultats montrent qu’il est possible de moduler la réponse androgénique de la prostate en ciblant LXRα. Ainsi, à plus long terme, l’activation pharmacologique de LXRα constitue une piste potentielle dans le traitement de l’HBP. / Benign prostate hyperplasia (BPH) is a very common prostatic disorder that affects 50% of men after 60 years. In BPH, prostate enlargement causes urinary disorders. BPH is characterized by a hypertrophy of several tissue compartments such as the epithelium, stroma and/or muscle fibers. Hence, three main forms of BPH have been described : glandular, fibrous and muscular form. It has been recently shown that LXR (Liver‐X‐receptor) α (lxrα‐/‐) mice develop a prostate enlargement with histological signs of fibrous BPH. Inhibition of testosterone conversion into DHT is one the most effective pharmacological treatment of BPH. Thus, the lxrα‐/‐ prostate phenotype could be in part due to an alteration of androgen signaling. In this context, the aim of this work was to study the role of LXR in glandular BPH development and to understand the relationships between LXRα and the androgen receptor (AR) dependent signaling pathway in prostate. The prostate enlargement observed in lxrα‐/‐ mice results from major alterations in epithelium homeostasis mimicking the glandular alteration of BPH : 1) increase of secretory activity ; 2) alteration of the secretory process associated with altered expression of vesicular transport protein encoding genes ; 3) a disruption in the response of androgen‐dependent genes associated with androgen hypersensitivity ; 4) changes in the paracrine network between stroma and epithelium. Finally, this work defines LXRα as a key player in prostate homeostasis and opens interesting way to the understanding of BPH etiology. These results show that targeting LXRα modulate the prostate androgenic response. Thus, pharmacological activation of LXRα could constitute a new option for the treatment of BPH.

La stérilité affecte à l’heure actuelle près de 15-20 % des couples et sa prévalence est en progression depuis quatre à cinq décennies. Cette progression évolue parallèlement à la prévalence de l’épidémie d’obésité et de syndrome métabolique dans le monde. De multiples arguments physiologiques et épidémiologiques chez l’Homme soutiennent l’hypothèse de l’influence de l’homéostasie des lipides sur la fonction gonadique. En particulier, le cholestérol est un facteur clef dans la régulation de la stéroïdogenèse et de la gamétogenèse. Bien que les atteintes gonadiques semblent multifactorielles, les mécanismes moléculaires restent méconnus dans la majorité des cas. Les Liver X receptors (LXRα et β) sont des récepteurs nucléaires activés par les oxystérols. Ce sont classiquement des régulateurs du métabolisme lipidique. Plusieurs études ont démontré l’importance de ces récepteurs dans la physiologie des gonades. Ce travail identifie les rôles multiples des LXRs dans le maintien de la fertilité masculine et féminine, et décrit l’effet de l’homéostasie du cholestérol sur la maturation des cellules germinales dans le testicule et l’ovaire. Ce travail se concentre sur l’analyse comparative d’une lignée de souris ré-exprimant LXRβ (Lxrαϐ-/-:AMHLxrϐ) sous contrôle de promoteur d’AMH humain (expression spécifique dans les cellules de Sertoli dans le testicule et les cellules de granulosa dans l’ovaire) sur un fond génétique de souris Lxrαϐ-/-. L’absence d’un isoforme d LXR aboutit à des défauts spécifiques dans un type cellulaire du testicule. Néanmoins, le dysfonctionnement d’un type cellulaire est compensé. En effet, de multiples défauts sont nécessaires pour aboutir à la stérilité. LXR dans les cellules de granulosa est critique pour la maturation et la survie des ovocytes, l’ovulation, et par conséquence pour la fertilité. Ainsi, LXRβ est une cible potentielle pour réguler la fertilité féminine et la prévention de syndrome d’hyperstimulation ovarienne. Nos résultats ouvrent des perspectives pour des nouvelles cibles diagnostiques et pronostiques dans la fertilité. / Sterility affects 15 % of French population and its prevalence is propagating since four or five decades. Many human physiological and epidemiological arguments support the impact of lipid homeostasis on the gonads; indeed, cholesterol is a key regulator of steroidogenesis and gametogenesis. Nevertheless, the molecular mechanisms remain hidden. Liver X receptors alpha and beta (LXRα and β) belong to the superfamily of nuclear receptors and are activated upon binding to oxysterols. LXRs are mainly implicated in cholesterol homeostasis. Increasing bulk of literature identified these non-steroid nuclear receptors as major regulators of the gonad physiology. This work uncovers previously unidentified putative roles of LXRs and ability of cholecterol excess to alter male and female germ cell maturation. Herein, we analyse a new mouse strain (Lxrαϐ-/-:AMHLxrϐ) re-expressing LXRβ under control of AMH promoter (specific to Sertoli in testis and granulosa cells in ovary) in a background of Lxrαϐ-/- mouse. Our results identify LXRs as primordial to maintain male and female fertility. They have pleotropic « non-classical » roles ranging from lipid homeostasis to the regulation of germ cell maturation and bi-directional control of steroid synthesis. If the cellular defects in the absence of LXRs within the testis are significant, they are generally compensated and consequently, single cell compartment is tolerated. Unlike the testis, LXRβ in the granulosa cells is « the regulator » of multiple mechanisms essential for follicle maturation, ovocyte survival and for controlled ovulation. LXRβ is therefore a potnetial target to regulate female fertility and to prevent ovarian hyperstimulation syndrome. Our results open the perspectives for the identification of new diagnostic and/or prognostic markers in both male and female fertility.