Les maladies cardiométaboliques représentent la première cause de mortalité à travers le monde. La prévalence croissante de ces pathologies est majoritairement due à notre mode de vie sédentaire et à la mauvaise qualité nutritionnelle de notre alimentation. La maladie du foie associée à un dysfonctionnement métabolique, pathologie inflammatoire chronique, est caractérisée par une accumulation de lipides au foie et touche davantage les hommes. Ses causes sont multiples, à savoir : l'obésité, les dyslipidémies, le diabète de type 2, l'hypertension et les facteurs génétiques. Les premiers stades de cette pathologie sont sans symptôme apparent. Cependant, avec le temps, des complications cliniques peuvent survenir si cette dernière n'est pas diagnostiquée et prise en charge rapidement. Afin d'affiner les connaissances concernant cette maladie, il est primordial de caractériser les facteurs associés à la stéatose hépatique et de déterminer la manière dont ils sont impliqués dans la pathogenèse. La protéine de liaison aux facteurs de croissance analogues à l'insuline-2 (IGFBP-2) est majoritairement produite par le foie et est retrouvée dans la circulation systémique. Elle intervient, entre autres, dans le métabolisme énergétique, et notamment celui des triglycérides. Des études récentes ont mis en évidence une association inverse entre les niveaux sériques d'IGFBP-2, la résistance à l'insuline et la quantité de lipides hépatiques. Sur la base de ces éléments, nous avons émis l'hypothèse que la protéine IGFBP-2 pourrait être inversement associée à une accumulation légère de lipides au foie et pourrait être un biomarqueur candidat de la stéatose hépatique. Ces volets ont été testés chez des hommes et femmes asymptomatiques ayant subi une imagerie du foie. Pour affiner les relations entre IGFBP-2 et le métabolisme des lipides, l'association entre IGFBP-2 et la cinétique des lipoprotéines a été évaluée. Nous avons également déterminé, chez des souris mâles et femelles, l'impact direct de l'absence d'IGFBP-2 sur l'accumulation de lipides dans le foie et l'aorte en condition de stress métabolique induit par une diète riche en gras. Les travaux décrits dans cette thèse identifient IGFBP-2 en tant que facteur inversement associé à la stéatose hépatique ; et ce pour les tout premiers stades de la maladie chez l'humain. Des niveaux plasmatiques élevés en IGFBP-2 ont également été associés à un foie sain malgré la présence de graisse viscérale. Les niveaux plasmatiques d'IGFBP-2 combinés à la mesure du tour de taille ont permis de caractériser les individus atteints de stéatose hépatique légère avec une bonne sensibilité et spécificité. D'autre part, de hauts niveaux d'IGFBP-2 ont été corrélés à une meilleure élimination des VLDL et à une production moindre de chylomicrons chez les hommes, ce qui pourrait diminuer les triglycérides accumulés au foie. En revanche, l'absence d'IGFBP-2 n'a pas conduit à une exacerbation marquée de l'accumulation de lipides dans le foie et l'aorte chez la souris. Par conséquent, nos travaux ne suggèrent pas de rôle essentiel d'IGFBP-2 dans la modulation des lipides hépatiques. Finalement, IGFBP-2 ne semble pas contribuer au dimorphisme sexuel retrouvé dans la maladie du foie associée à un dysfonctionnement métabolique. Dans l'ensemble, nos résultats supportent le lien entre IGFBP-2, le métabolisme des lipides et leur accumulation au foie et suggèrent que cette protéine pourrait aider à l'identification précoce des individus à risque de présenter une stéatose hépatique. Des études supplémentaires dans de plus grandes populations sont nécessaires afin de valider le potentiel d'IGFBP-2 comme biomarqueur intégrateur de la stéatose hépatique liée à un dysfonctionnement métabolique. / Cardiometabolic diseases are the first cause of mortality in the world. Sedentary lifestyle and poor nutritional quality are responsible for the increased prevalence of these diseases. Metabolic dysfunction-associated steatotic liver disease is a chronic inflammatory disease leading to progressive accumulation of lipid in liver and with a higher prevalence and severity in men. Obesity, dyslipidemia, type 2 diabetes, hypertension, and genetic factors are risk factors of fatty liver disease. Although first stages of the pathology are asymptomatic, without treatment, clinical manifestations can occur over time. Insulin-like growth factor binding protein-2 (IGFBP-2) is mostly produced and secreted in blood by the liver. IGFBP-2 plays a key role in energy metabolism, especially that of triglycerides. Low IGFBP-2 levels are inversely correlated with insulin resistance and recent evidence suggests links with hepatic fat fraction. Based on these previous observations, we investigated the hypothesis that IGFBP-2 is inversely associated with early hepatic lipid accumulation and represents a potential biomarker of fatty liver disease. This hypothesis was tested in a cohort of asymptomatic men and women who underwent liver imaging. To better describe the links between IGFBP-2 and lipid metabolism, the relationship between IGFBP-2 levels and lipoprotein kinetics was also assessed in men. In male and female mice, we further analyzed the direct impact of IGFBP-2 deletion on liver fat accumulation and the thoracic aorta induced by a high fat diet. Our work shows that IGFBP-2 is inversely associated with hepatic steatosis. Moreover, high concentrations of IGFBP-2 were associated with healthy liver despite the visceral fat. We also found that the combination of IGFBP-2 concentration and waist circumference identifies individuals at risk of hepatic steatosis in the first stages of disease with good sensitivity and specificity. Furthermore, in men, high levels of IGFBP-2 have been correlated with increased clearance of VLDL and a low chylomicron production, which could contribute to the negative relationship between IGFBP-2 and plasma triglycerides. However, the absence of IGFBP-2 had a little impact on lipid accumulation in the liver and aorta in mice. Therefore, our studies suggest that high IGFBP-2 is associated with a better cardiometabolic profile and lower hepatic TG content but that its absence does not overly alter lipid metabolism. More work will be required to validate the potential of IGFBP-2 as integrative fatty liver biomarker.

L'étude de l'influence du status thyroïdien sur le taux des catécholamines circulantes et le métabolisme glucidique a été rendue possible grâce au calcul des moyennes + erreur-type des résultats de différents paramètres d'hormones thyroïdiennes, descaté­cholamines et du métabolisme glucidique de 3 groupes et d'un sous-groupe d'hyperthyroïdiens évalués avant et a près traitement. L'analyse de variance nous a aidé à déterminer les probabilités des différences existant entre les paramètres. L'étude de corrélation entre les hormones thyroïdiennes et les autres hormones étudiées nous a permis de mettre en évidence les différentes associations et les oppositions des hormones entre elles... / Montréal Trigonix inc. 2018

Plusieurs types de granules ARN sont observables dans toutes les cellules. Certains correspondent à des structures où la régulation post-transcriptionnelle est effectuée; parmi ceux-ci on retrouve les granules de stress (GS) et les "processing bodies" (PB). Les GS sont des structures ribonucléoprotéiques cytoplasmiques formées suite à un stress cellulaire et dans lesquels les ARNm sont remisés pour y être transitoirement réprimés et protégés en attendant de meilleures conditions physiologiques. Les PB sont aussi des granules cytoplasmiques ribonucléoprotéiques formés entre autre des composants de la machinerie de dégradation et de la surveillance de l'ARN. De nombreuses études citent l'apparition des GS suite à l'irradiation aux UV. Cependant, cette observation n'a pas été validée. Nous avons donc cherché à caractériser les granules induits par les UV en suivant le comportement de FMRP, une protéine de liaison à l'ARN présente dans les GS. Dans cette étude, nous avons montré que les UV induisent la formation de granules cytoplasmiques qui n'ont ni la même taille, ni la même cinétique d'apparition et de disparition, ni la même composition des GS. Nous avons aussi noté l'absence des protéines de la petite sous-unité ribosomale normalement présentes dans les GS. Nous avons montré également que les cellules irradiées peuvent reprendre certaines fonctions physiologiques. Nous proposons donc l'hypothèse qu'il existerait une nouvelle classe de granules ARN induits par les UV dans lesquels seront accumulés les ARN potentiellement endommagés, ceci serait un nouveau mécanisme de régulation post-tanscriptionnelle.

La prééclampsie (PE) est une pathologie obstétricale complexe associée à un défaut de placentation. Selon la littérature, le placenta anormalement développé libèrerait des facteurs qui induiraient une dysfonction endothéliale maternelle. Nous avons émis comme hypothèse qu’une accumulation de sorbitol, un sucre hyperosmotique produit par la voie des polyols, pourrait induire la libération par le placenta de sFlt-1, un facteur anti-angiogénique antagoniste du VEGF en PE. Nous avons comparé les niveaux d’expression d’ARNm et de protéines de AKR1B1 et SORD, les deux enzymes impliquées dans la voie des polyols, dans les placentas de mères ayant eu une grossesse normotensive (groupe témoin) ou prééclamptique par RT-PCR quantitatif et par immunobuvardage respectivement. Nous les avons ensuite localisées par immunohistochimie. Nos résultats suggèrent que la voie des polyols serait altérée au niveau de la membrane amniochorionique des placentas issus de grossesses prééclamptiques, ce qui pourrait favoriser une accumulation de sorbitol à l’interface fœto-maternelle. / Preeclampsia (PE) is a complex obstetrical pathology associated to a defective placentation. The abnormally developed placenta is believed to release factors causing a maternal endothelial dysfunction. We hypothesized that an accumulation of sorbitol, a hyperosmotic sugar produced through the polyol pathway, could induce the release by the placenta of sFlt-1, an antagonist of the angiogenic factor VEGF in PE. We compared mRNA and protein expression levels of AKR1B1 and SORD, the two enzymes of the polyol pathway, in placentas from normotensive (control) and PE pregnancies by quantitative RT-PCR and immunoblotting respectively. Then, we localized the two enzymes by immunohistochemistry. Our results suggest that polyol pathway is altered in amniochorionic membranes from PE pregnancies, and that this phenomenon would promote sorbitol accumulation at the foeto-maternal interface.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2009-2010 / Le diabète de type 2 constitue aujourd'hui un problème majeur de santé publique à l'échelle mondiale. Une meilleure compréhension de l'étiologie de la maladie, en étudiant notamment les facteurs de susceptibilité génétiques ainsi que les interactions gène-gène et gène-environnement, est nécessaire pour développer des stratégies préventives et thérapeutiques efficaces. Dans cette thèse, différentes approches ont été utilisées afin de mieux caractériser l'implication des facteurs génétiques dans l'homéostasie glucidique. Un criblage génomique a été effectué sur les niveaux circulants d'adiponectine, d'interleukine 6 (IL6), du facteur de tumeur nécrosant-α (tumor necrosis factor α ou TNFα) et de la protéine C réactive (CRP). Plusieurs régions chromosomiques ont été identifiées incluant 15q21.1, 3q13.33, 20q13.2 et 14q32.2 pour l'adiponectine, 12p11.23 et 12q15 pour CRP et 14q12 pour IL6. Par ailleurs, plusieurs gènes candidats du diabète de type 2 ont été étudiés pour vérifier leur association avec des phénotypes liés à l'homéostasie glucidique. Un variant fonctionnel (Asn40Asp) au sein du gène codant pour le récepteur mu 1 aux opioïdes (OPRM1) a été associé avec la sensibilité à l'insuline et la tolérance au glucose. Aussi, les gènes de susceptibilité au diabète, identifiés et confirmés par l'approche du gène candidat ou par les études à grande échelle du génome humain (genome-wide association studies, GWAS), soit CDKAL1 (CDK5 regulatory subunit associated protein I-like 1), CDKN2A/2B (cyclin-dependent kinase inhibitor 2A/2B), HHEX/IDE (haematopoietically expressed homeobox/insulin-degrading enzyme), HNF1B (hepatocyte nuclear factor 1 β), IGF2BP2 (insulin-like growth factor 2 mRNA-binding protein 2), KCNJ11 (potassium inward rectifier channel Kir6.2), SLC30A8 (solute carrier family 30, member 8), TCF7L2 (transcription factor 7 like 2) et WFS1 (wolframin 1) ont été associés à la sensibilité à l'insuline, à la sécrétion d'insuline et/ou à la tolérance au glucose. Aussi, des effets significatifs d'interaction entre certains de ces gènes (CDKN2A/2B, IGF2BP2, KCNJ11 et TCF7L2) et l'apport en matière grasse ont été observés pour des paramètres liés à l'adiposité et à l'homéostasie glucidique. Nous avons également voulu tester si des gènes de susceptibilité au diabète (CDKAL1, CDKN2A/2B, HHEX/IDE, IGF2BP2, KCNJ11, PPARG et TCF7L2) pouvaient influencer les changements du profil glucidique suite à un programme d'entraînement. Notre étude a démontré que le variant Pro12Ala de PPARG (peroxisome proliferator activated receptor-y) modulait la réponse à un programme d'entraînement en endurance d'une durée de 20 semaines, les porteurs de l'allèle Ala ayant davantage amélioré leur profil glucidique que les porteurs du génotype Pro/Pro. Aucune association n'a été observée avec les autres gènes. En plus d'interagir avec l'exercice, le variant Pro12Ala de PPARG interagit aussi avec le variant Gly482Ser de PPARGC1A (co-activateur de PPARG). Les porteurs de la combinaison génotypique Gly/+-Ala/+ présentaient une résistance à l'insuline plus importante que les porteurs de la combinaison génotypique Ser/Ser-Ala/+, alors que l'effet du variant Gly482Ser de PPARGC1A n'était pas différent parmi les Pro/Pro de PPARG. Un autre gène candidats du diabète, le gène HNF4A, a été étudié en association avec l'homéostasie glucidique, de manière indépendante et en interaction avec l'activité physique. Les individus ayant rapporté un niveau d'activité physique élevé durant l'année écoulée (> 2 heures/semaine) présentaient une meilleure tolérance au glucose s'ils étaient homozygotes A/A pour le variant rsl 885088 et une sécrétion d'insuline plus faible s'ils étaient homozygotes T/T pour le variant rs745975. Finalement, la création d'un modèle de prédiction de la détérioration glycémique, incluant des marqueurs génétiques et des facteurs de risque traditionnels du diabète, a permis de démontrer que la combinaison de facteurs génétiques et non génétiques a le potentiel d'améliorer la prédiction du risque de pré-diabète et de diabète. Les résultats de ces travaux de recherche suggèrent que des gènes candidats du diabète de type 2 peuvent influencer l'étiologie de la maladie via différents mécanismes physiologiques et qu'ils peuvent interagir entre eux ou avec des facteurs environnementaux pour moduler le profil de risque en plus de contribuer à prédire le risque de la maladie.

Lorsqu’une femme est à risque d’accoucher prématurément, des glucocorticoïdes lui seront administrés afin d’accélérer la maturation pulmonaire du bébé. Après la naissance, différents protocoles peuvent être mis en place pour aider l’enfant à respirer dont l’administration du surfactant et la ventilation. Les glucocorticoïdes ont un effet positif sur la maturation pulmonaire. Par contre, ils nuisent au processus de la septation après la naissance. Les glucocorticoïdes retrouvés dans le poumon en développement peuvent provenir de deux sources, soit de la voie classique de la synthèse des glucocorticoïdes par les surrénales, soit des gènes exprimés dans le poumon. Les sites d’expression des gènes codant pour les enzymes de la synthèse des glucocorticoïdes dans le poumon sont inconnus ainsi que le gène de la 20α-hydroxystéroïde déshydrogénase (20α-HSD). Cette dernière inactive le substrat et le produit de la 21-hydroxylase. Des poumons de fœtus de souris au jour de gestation 15,5, 17,5 et 19,5 ainsi que de souriceaux âgés de 0, 5 et 15 jours ont été utilisés pour des hybridations in situ. Cette étude a montré qu’avant la naissance, l’ARNm de la 21-hydroxylase est situé au niveau des cellules épithéliales distales alors que l’ARNm de la 20α-HSD se retrouve plutôt au niveau des capillaires. Les gènes de la 21-hydroxylase et de la 20α-HSD sont exprimés dans les cellules épithéliales proximales ainsi que dans les cellules endothéliales de veines dans la période entourant la naissance. À la fin du stade sacculaire et pendant le stade alvéolaire, le gène de la 21-hydroxylase est exprimé seulement dans les septa et les parois minces tout comme le gène de la 20α-HSD sauf dans le stade alvéolaire où il n’y avait pas de signal significatif. Ainsi, ces résultats suggèrent que la 20α-HSD pourrait participer au contrôle du niveau d’activité de la 21-hydroxylase en modulant la disponibilité de son substrat. / For many years, to reduce the risk of respiratory distress in newborns, antenatal glucocorticoids are administered to the mother about to deliver prematurely to accelerate fetal lung maturation. At birth, surfactant therapy can be used with several assisted ventilation strategies according to the morbidity of the neonate. Postnatal administration of glucocorticoids to the neonate is not recommended as they interfere with organ systems including the lung development process named septation. Previous studies performed in the Dr Tremblay’s laboratory have shown in the whole lung of the mouse: 1) the capability of the fetal lung to express several steroidogenic enzyme genes involved in glucocorticoid synthesis and; 2) the presence of a steroid-metabolizing activity compatible with the regulation of the substrate levels. The major enzymes involved in these processes are the 21-hydroxylase and the 20α-hydroxysteroid dehydrogenase, which are respectively encoded by Cyp21a1 and Akr1c18. The objective of my study was to find the sites of expression for these two genes. To do so, mouse fetal lungs isolated on gestation days 15.5, 17.5, and 19.5, and on postnatal days 0, 5, and 15 days were used for in situ hybridization with 21-hydroxylase and 20α-HSD mRNAs. My results indicate that before birth, 21-hydroxylase mRNA is found in epithelial distal cells whereas the 20α-HSD gene is primarily expressed in capillaries. Around birth, 21-hydroxylase mRNA are associated with the proximal epithelium and endothelial cells of several veins. From the late saccular stage up to the half of the alveolar period, 21-hydroxylase mRNA is only associated with thin walls and septae. The situation was the same for 20α-HSD mRNA except for the alveolar stage during which no signal was detected. These results indicate that the expression profile of these two genes is compatible with the modulation of 21-hydroxylase substrates by the 20α-HSD.

Les maladies cardiovasculaires, tout comme l’obésité et ses co-morbidités associées, sont en tête de liste des principales causes de décès dans le monde et constituent un fardeau économique important. À cet effet, il est primordial de trouver des solutions pour freiner leur progression. Les travaux présentés dans cette thèse doctorale examinent et décrivent les effets du travail mental, en tant que modalité professionnelle, sur certaines composantes biologiques et comportementales d’hommes et de femmes apparemment en bonne santé. Tout d’abord, cette thèse démontre que le travail mental a le potentiel d’induire une augmentation de la pression artérielle (PA) et de la fréquence cardiaque (FC). Cet effet se manifeste par une diminution de l’activité cardiaque parasympathique lors d’une courte période de travail mental et ce, autant chez la femme que chez l’homme pour une intensité d’effort similaire. Toutefois, la deuxième étude effectuée lors de ces travaux doctoraux a plutôt démontré que cette situation semble avoir un effet aigu de courte durée puisque la FC, la PA et la variabilité de la fréquence cardiaque chez de jeunes hommes en santé sont revenues aux valeurs de base dès la fin d’une tâche de travail mental. Enfin, nous avons évalué l’effet que pouvait avoir le travail mental sur la balance énergétique de jeunes adultes. Les résultats observés ont démontré que les femmes semblent consommer plus de calories suite à une situation de travail mental alors que les hommes ont le comportement inverse. L’activité physique, toutefois, a le même effet sur les hommes et les femmes, suggérant une diminution de l’apport alimentaire relatif à la dépense. Les sensations d’appétit ne semblent pas différentes entre les sexes lorsque soumis à différents stimuli tel que le travail mental et l’activité physique. / Cardiovascular diseases, as well as obesity and its associated co-morbidities, are the leading causes of death in the world and a major economic burden. Accordingly, it is essential to find ways to slow their progression. This thesis aims to describe the biological and behavioural impact of mental work in healthy men and women. First, this work demonstrates that mental work increases blood pressure (BP) and heart rate (HR) in young adults through a reduction in cardiac parasympathetic modulation. This result is observed in men and women when the objective and subjective mental work intensity is similar between both sexes. The second study shows that this effect seems to be acute and of short duration as HR, BP and heart rate variability return to baseline levels at the end of a mental work condition in healthy males. Finally, results from this thesis showed that women tend to eat more after mental work while men have the opposite behaviour. However, physical activity has the same effect on men and women, suggesting a decrease in food intake relative to expenditure. The appetite sensations’ markers are not different between sexes when submitted to different stimuli such as mental work and physical activity.

Le métabolisme des lipides est essentiel à toutes formes de vie et son étude est particulièrement importante chez les vertébrés. En effet, 80% de la masse sèche du cerveau est composée de lipides et ceux qui constituent la myéline des neurones doivent être recyclés en permanence tout au long de la vie de l'animal. Par conséquent, il n'est pas surprenant que beaucoup de maladies neurodégénératives et de troubles psychiatriques soient liés à une altération du métabolisme lipidique dans le cerveau et dans le foie, ce dernier contrôlant l'homéostasie lipidique systémique (au niveau de l'organisme). Au sein de la cellule eucaryote, les contacts entre organelles créent des microdomaines qui jouent un rôle majeur dans la régulation des activités intracellulaires clés et des voies de signalisation. Cependant, le rôle joué par les contacts inter-organelles dans le contrôle des activités systémiques liées à la régulation de l'homéostasie lipidique intracellulaire et systémique reste encore inconnu. L'étude illustrée dans cette thèse de doctorat examine l'organisation ultrastructurale et la dynamique du contact inter-organelles établie par des feuillets de réticulum endoplasmique rugueux incurvé, étroitement enroulés autour des mitochondries (wrappER). Pour comprendre la fonction in vivo de ce contact inter-organelles, des fractions de foie de souris enrichies en mitochondries associées au wrappER ont été analysées par transcriptomique, protéomique et lipidomique. La signature biochimique du wrappER indique qu'il est impliqué dans la biogenèse des lipoprotéines de très basse densité (VLDL) qui sont des particules contenant des lipides neutres que le foie sécrète dans la circulation sanguine pour maintenir l'homéostasie lipidique systémique. L'altération des contacts wrappER-mitochondries réduit la sécrétion de VLDL et augmente les acides gras hépatiques, les gouttelettes lipidiques et le contenu en lipides neutres. De la même manière, l'ablation hépatique aiguë de Mttp, le régulateur le plus en amont de la biogenèse des VLDL, reproduit ce phénotype de dyslipidémie hépatique et favorise le remodelage du contact wrappER-mitochondries. La découverte de la participation des contacts wrappER-mitochondries à la biologie des VLDL indique une implication des contacts inter-organelles dans la biologie des lipides hépatiques et l'homéostasie des lipides systémiques. Ainsi, cette étude inaugure l'étude de la régulation des flux lipidiques et l'homéostasie lipidique dans le cerveau à partir de l'ultrastructure, de la fonction et de la dynamique des contacts réticulum endoplasmique-mitochondries. / Lipid metabolism is central to all forms of life. In vertebrates, its study is particularly important because 80% of the dry mass of the brain is composed of lipids and because those that make up the myelin of neurons must be continuously recycled throughout the decades of the animal's life. Not surprisingly, a plethora of neurodegenerative diseases and psychiatric disorders are linked to altered lipid metabolism in the brain as well as in the liver, which controls systemic (organism-level) lipid homeostasis. Within the eukaryotic cell, contacts between organelles create microdomains that play major roles in regulating key intracellular activities and signaling pathways, but whether inter-organelle contacts also control systemic activities related to the regulation of intracellular and systemic lipid homeostasis remains unknown. The study illustrated in this PhD thesis reports the ultrastructural organization and dynamics of the inter-organelle contact established by sheets of curved rough endoplasmic reticulum closely wrapped around the mitochondria (wrappER). To elucidate the in vivo function of this inter-organelle contact, mouse liver fractions enriched in wrappER-associated mitochondria were analyzed by parallel transcriptomics, proteomics, and lipidomics analysis. The biochemical signature of the wrappER points to a role of this compartment in the biogenesis of very-low-density lipoproteins (VLDL), the neutral lipid containing particles that the liver secretes in the bloodstream to maintain systemic lipid homeostasis. Altering wrappER-mitochondria contacts curtails VLDL secretion and increases hepatic fatty acids, lipid droplets, and neutral lipid content. Conversely, acute liver-specific ablation of Mttp, the most upstream regulator of VLDL biogenesis, recapitulates this hepatic dyslipidemia phenotype and promotes remodeling of the wrappER-mitochondria contact. The discovery that wrappER-mitochondria contacts participate in VLDL biology indicates an involvement of inter-organelle contacts in hepatic lipid biology and systemic lipid homeostasis. Consequently, this study opens up the possibility of investigating the regulation of lipid fluxes and lipid homeostasis in the brain from the ultrastructure, function and dynamics of ER-mitochondria contacts in this organ.

Par son rôle dans la production du lait, la glande mammaire est un organe qui possède un métabolisme très actif. Grâce à l'accumulation des connaissances aussi bien dans le sein que dans d'autres organes, les voies métaboliques qui permettent la synthèse et la distribution du lait sont aujourd'hui plutôt bien connues. Cependant, les mécanismes qui permettent la coordination de toutes ces voies pour produire, aux bonnes concentrations, les différents constituants du lait sont pour le moment encore peu compris. Le récepteur aux estrogènes α (ERα) est un facteur de transcription connu pour jouer un rôle de régulateur du métabolisme dans plusieurs organes du corps, comme le foie ou le système nerveux central. Dans la glande mammaire, il est surtout considéré pour son rôle sur le développement de l'organe au cours de la vie. **Notre hypothèse était que ce récepteur pouvait, également, jouer un rôle de régulateur du métabolisme dans la glande mammaire, comme c'est le cas dans d'autres organes.** Les cellules épithéliales mammaires sont les cellules qui supportent la plupart des réactions métaboliques pour permettre la production du lait. Elles ont donc été choisies comme modèles d'étude pour répondre à la problématique. La majorité des lignées existantes sont des lignées immortalisées non tumorales éloignées du tissu épithélial d'origine et elles n'expriment pas un ERα fonctionnel. En effet, ces lignées ont pour la plupart perdu l'expression de ce récepteur et ne sont donc pas de bon modèle pour notre question de recherche. Notre **premier objectif** a donc été de concevoir un modèle de culture primaire de cellules épithéliales mammaires et la souris a été choisie comme animal d'étude. Le **premier chapitre** présentera donc la conception et la caractérisation du modèle d'étude ainsi que les expériences de métabolomiques de pointe qui ont été effectuées. Nous avons développé des organoïdes de cellules épithéliales mammaires capables d'exprimer un ERα fonctionnel. Notre **deuxième objectif** pour ce chapitre était de voir si ERα avait un effet sur le métabolisme des cellules épithéliales mammaires. Nous avons ainsi pu mettre de l'avant qu'un traitement à l'estradiol des cellules épithéliales mammaires induisait des changements dans les concentrations de métabolites impliqués dans la glycolyse, le cycle de Krebs et le cycle de l'urée. La glande mammaire est également un organe extrêmement sensible aux hormones, ce qui en fait un modèle très étudié dans le contexte des perturbateurs endocriniens. Ces derniers sont des molécules, principalement produites par l'humain, qui sont capables d'interagir avec les signalisations hormonales dans le corps, dont ERα. Dans le **deuxième chapitre**, nous avons sélectionné plusieurs perturbateurs endocriniens : le BPA, le BPS, le Tritan® et le glyphosate. Après avoir démontré que ERα avait un impact sur la régulation du métabolisme de la glande mammaire, notre **objectif** ici a donc été d'étudier les effets de ces molécules sur le métabolisme des cellules épithéliales aussi bien en deux qu'en trois dimensions. Nous avons mis au point la technique de l'analyse de flux extracellulaires pour le modèle en trois-dimensions. Cela nous a permis de démontrer que ces perturbateurs endocriniens étaient capables de moduler le métabolisme des cellules épithéliales mammaires. Notre étude a également mis de l'avant l'impact de la conformation cellulaire et du statut paritaire sur la réponse métabolique induite par les perturbateurs endocriniens dans ces cellules. Pour finir, dans le **troisième chapitre**, nous avons analysé le transcriptome induit par le traitement à l'estradiol dans nos organoïdes. Notre **objectif** était cette fois de découvrir quelles voies de signalisation étaient impliquées dans la réponse métabolique induite par le traitement à l'estradiol dans les cellules épithéliales mammaires. Nous avons ainsi identifié la voie de signalisation de mTOR et avons entrepris de caractériser les effets de son inhibition dans notre modèle. Nous avons remarqué que l'inhibition de la signalisation de mTOR avait des effets sur la morphologie de nos organoïdes et que ces effets variaient suivant le moment d'administration du traitement. En combinant des analyses de transcriptomique et de protéomique, nous avons identifié le facteur de transcription MYB comme jouant un rôle dans la réponse des organoïdes à l'inhibition de la signalisation de mTOR. Notre étude a ainsi mis de l'avant le fait que l'axe ERα/mTOR/MYB contrôle l'organogenèse de l'épithélium mammaire. En conclusion, l'ensemble de ces travaux permet de mieux comprendre l'impact qu'a ERα sur le métabolisme de cette glande dans un contexte physiologique, mais également de comprendre l'impact des perturbateurs endocriniens sur ses fonctions. / Because of its role in milk production, the mammary gland is an organ with a very active metabolism. Thanks to the accumulation of knowledge in the breast and other organs, the metabolic pathways enabling milk synthesis and distribution are now well known. However, the mechanisms that will allow all these pathways to be coordinated to produce the various milk constituents at the right concentrations are still poorly understood. The estrogen receptor α (ERα) is a transcription factor known to regulate metabolism in several organs of the body, including the liver and the central nervous system. In the mammary gland, it is best acknowledged for its role in organ development during life. **Our hypothesis was, therefore, that this receptor could also play a role in regulating metabolism in the mammary gland, as it does in other organs.** Mammary epithelial cells are the cells that support most of the metabolic reactions required for milk production. They were therefore chosen as the study model to answer our hypothesis. However, to our knowledge, there are no immortalized non-tumoral cell lines expressing a functional ERα. Indeed, due to numerous passages, these cell lines have lost the expression of this receptor and are not a good model for our research question. Our **first objective** was, therefore, to design a primary mammary epithelial cell culture model, and the mouse was chosen as the study animal. The **first chapter** will present the design and characterization of the study model, as well as the state-of-the-art metabolomics experiments that were done. We developed mammary epithelial cell organoids capable of expressing a functional ERα. Our **second objective** for this chapter was to see whether ERα affected mammary epithelial cell metabolism. Thus, we were able to demonstrate that estradiol treatment of mammary epithelial cells induced changes in the concentrations of metabolites involved in glycolysis, the Krebs cycle and the urea cycle. The mammary gland is also an organ that is extremely sensitive to hormones, making it a highly studied model in the context of endocrine-disrupting chemicals. These are molecules, mainly produced by humans, which can interact with hormonal signalling in the body. In the **second chapter**, we selected several endocrine-disrupting chemicals: BPA, BPS, Tritan® and glyphosate. Having demonstrated that ERα has an impact on the regulation of mammary gland metabolism, **our aim** here was to study the effects of these molecules on epithelial cell metabolism in both two and three dimensions. We developed the technique of extracellular flow analysis for three-dimensional models, enabling us to demonstrate that these molecules were capable of modulating mammary epithelial cell metabolism. Our study also highlighted the impact of cell conformation and parity status on the metabolic response to endocrine-disrupting chemicals in these cells. Finally, in the **third chapter,** we analyzed the transcriptome induced by estradiol treatment in our organoids. **Our aim** this time was to discover which signalling pathways were involved in the metabolic response induced by estradiol treatment in mammary epithelial cells. We identified the mTOR signalling pathway and characterized the effects of its inhibition in our model. We found that inhibition of mTOR signaling had effects on the morphology of our organoids and that these effects varied according to the time of treatment. Combining transcriptomic and proteomic analyses, we identified the MYB transcription factor as playing a role in organoid response to inhibition of mTOR signaling. Our study thus put forward that the ERα/mTOR/MYB axis controls mammary epithelial organogenesis. In conclusion, all this work provides a better understanding of the impact of ERα on the metabolism of this gland in a physiological context, but also of the impact of endocrine disruptors on its functions.

Ce projet de maîtrise avait pour but d'étudier l'influence de polymorphismes de gènes impliqués dans le métabolisme des lipides sur la réponse lipidique à un traitement au fénofibrate. Pour ce faire, 168 sujets on été soumis à 3 mois de traitement au fénofibrate. Le fénofibrate étant un activateur de PPARa, tous les gènes étudiés contenaient un PPRE dans leur promoteur. Les polymorphismes étudiés sont les suivants : PPARaL162V, LPL D9N, LPL P207L, SRBI G2S, SRBI 1050 C/T, ApoCIII SstI, ApoAII Mspl, ApoAI+83, LFABP T94A et ABCA1 R219K. Chacun de ces polymorphismes a été génotype pour l'ensemble de la cohorte et la réponse lipidique a été comparée entre les différents groupes génotypiques. La LPL semble être une enzyme importante dans la réponse du cholestérol-LDL et du cholestérol-HDL à un traitement au fénofibrate. De plus, les polymorphismes SRBI G2S et apoAI+83 affecteraient la réponse du cholestérol-HDL. Par ailleurs, les porteurs de l'allèle LFABP A94 seraient plus à risque de présenter des concentrations de triglycérides au-dessus de la valeur cible de 2.0 mmol/1 après le traitement au fénofibrate. Enfin, plusieurs effets d'interaction ont été observés entre PPARa L162V et certains polymorphismes comme apoAII Mspl, apoCIII SstI, apoAII Mspl et SRBI G2S et cela pour certaines variables lipidiques. Ces résultats suggèrent donc que certains polymorphismes peuvent avoir une influence sur la réponse lipidique à un traitement au fénofibrate.