Grâce à ses propriétés, la barrière hémato-encéphalique (BHE) est un élément clé dans la régulation de l’homéostasie cérébrale. Des altérations de la BHE peuvent promouvoir le développement de maladie neurodégénérative telle que la maladie d’Alzheimer (MA). La MA est la forme de démence la plus répandue chez les personnes âgées et est associée à des facteurs de risque tels que le gène ABCA7. Certains variants de ce gène ainsi qu’une perte de fonction de la protéine sont associés à une accumulation cérébrale excessive de peptides β-amyloïdes (Aβ) ainsi qu’à des perturbations de l’homéostasie du cholesterol. Ce transporteur est exprimé au niveau de la BHE mais ses fonctions y sont peu connues. Nous nous sommes donc intéressés au rôle du transporteur ABCA7 au niveau de la BHE. Pour cela, nous avons mis au point un modèle in vitro murin de BHE dans lequel le gène Abca7 est sous-exprimé, en utilisant la technique d’interférence par l’ARN. Nos résultats montrent que la sous expression du gène Abca7 est associée à une régulation négative de plusieurs effecteurs impliqués dans la formation des lipoprotéines. L’efflux du cholestérol et le transport de peptides Aβ sont modifiés dans les cellules sous exprimant Abca7. Le knockdown du gène Abca7 entraine également des modifications d’expression transcriptionnelle de certaines enzymes impliquées dans les métabolismes du cholestérol et des peptides Aβ. Ainsi, ces travaux mettent en évidence un rôle du transporteur ABCA7 dans la MA via son implication dans l’homéostasie cellulaire du cholestérol et le métabolisme des peptides Aβ au niveau de la BHE et suggèrent que ce transporteur pourrait être une cible thérapeutique pour la MA. / Due to these properties, Blood Brain Barrier (BBB) regulates exchanges of molecules between blood and brain and thus plays a key role in the regulation of cerebral homeostasis. Vascular dysfunctions as altered BBB can promote the development of neurodegenerative disease as Alzheimer's disease (AD). This disease is the most common form of dementia in the elderly, characterized by two mains pathological hallmarks in brain, the senile plaques and the neurofibrillary tangles. AD is associated with different environmental and genetic risk factors, as ABCA7 gene. It has been reported that variants in this gene are closely linked to excessive accumulation of amyloid- (Aβ) and disturbed cholesterol homeostasis. This transporter is expressed at brain level in endothelial cells constituting the BBB but its function at this barrier has not previously been studied. We thus investigated the role of ABCA7 at the BBB level. For this purpose, we have developed a murine in vitro BBB model in which AbcA7 gene is down regulated, using small RNA interference technique. Our results show that the decrease of AbcA7 gene expression is associated with a down regulation of several apolipoproteins and transporters involved in lipoprotein formation. Cellular cholesterol efflux and transport of Aβ peptides are modified in BBB silenced cells. The knockdown of AbcA7 also modified the transcriptional expression of enzyme involved in cholesterol and Aβ metabolisms. So, these works defined a role for ABCA7 in AD through its involvement in cellular cholesterol homeostasis and Aβ metabolism at the BBB level, suggesting that this transporter could be a potential therapeutic target.

L’addiction aux drogues est une maladie comportementale récidivante caractérisée par une recherche et une prise compulsive de drogues, une perte de contrôle sur la prise malgré les conséquences négatives et l’émergence d'un état émotionnel négatif lors de l’absence de la drogue. L’addiction implique des neuroadaptations cérébrales persistantes. Des études récentes montrent que le cholestérol joue un rôle crucial dans le fonctionnement cérébral en participant à divers processus cellulaires et, en particulier, au contrôle de la neurotransmission. L’objectif de ce travail de thèse consistait à étudier l’implication potentielle du métabolisme du cholestérol dans l’addiction et en particulier si ce métabolisme était affecté par les drogues d’abus. Dans ce travail, nous avons étudié l’expression de gènes codant des protéines impliquées dans le métabolisme du cholestérol cérébral après une consommation volontaire chronique d’alcool par des rats et après des injections aigues ou chroniques de cocaïne. Nous avons analysé l’expression de ces gènes dans des structures cérébrales impliquées dans l’addiction, notamment le cortex préfrontal, le noyau accumbens, l’amygdale et l’hippocampe. Nous avons trouvé que l’exposition à l’alcool et à la cocaïne modifient l’expression des protéines impliquées dans la synthèse, le transport et la dégradation du cholestérol de façon spécifique de la drogue, du traitement (aigu/chronique) et de la région cérébrale étudiée. Dans une deuxième partie de la thèse, nous avons utilisé une approche virale permettant de surexprimer la CYP46A1, l’enzyme de dégradation du cholestérol cérébral dans le cortex préfrontal afin d’évaluer l’impact de cette surexpression sur la recherche de cocaïne dans un modèle de rechute. La surexpression de la CYP46A1dans cette structure n’a eu aucun impact sur la recherche de cocaïne. Des études futures seront nécessaires pour déterminer si l’altération de l’expression de cette enzyme dans d’autres structures, comme par exemple le noyau accumbens, pourrait avoir des effets bénéfiques sur la rechute. L’ensemble de ces travaux montrent que l’exposition aux drogues d’abus modulerait le métabolisme cérébral du cholestérol dans certaines structures cérébrales. Ce projet de thèse ouvre de nouvelles perspectives quant au rôle du métabolisme du cholestérol cérébral dans l’addiction, et il pourrait en résulter de nouvelles thérapeutiques dans le traitement de cette maladie psychiatrique coûteuse. / Drug addiction is a chronic brain disease characterized by drug-seeking and compulsive drug taking, a loss of control over drug taking despite the negative consequences and the emergence of a negative emotional state in the absence of the drug. Addiction involves persistent neuroadaptations at the cerebral level. Recent evidences show that cholesterol plays a crucial role in brain function by participating in various cellular processes in particular in the control of neurotransmission. The aim of this thesis was to investigate the potential role of cholesterol in addiction and in particular a potential dysregulation of cholesterol metabolism in response to drugs of abuse. In this work, we investigated the expression of genes encoding proteins involved in the metabolism of cerebral cholesterol after a chronic voluntary consumption of alcohol from the rats and after acute or chronic exposure to cocaine. We analyzed gene expression in brain structures involved in addiction such as the prefrontal cortex, the nucleus accumbens, the amygdala and the hippocampus. We found that exposure to alcohol and cocaine modifies the expression of proteins involved in the synthesis, the transport and the degradation of cholesterol in drug-specific, treatment- specific (acute / chronic) and region-specific manners. In the second part of the thesis, we used a viral approach to overexpress CYP46A1, the cerebral cholesterol degradation enzyme in the prefrontal cortex, in order to evaluate the impact of this overexpression on cocaine-seeking in a model of relapse. The overexpression of CYP in this structure has no effect on drug-seeking for cocaine. Future studies are needed to determine whether altering cholesterol metabolism in other structures, for example the nucleus accumbens, may have beneficial effects on relapse. Altogether these studies show that exposure to drugs of abuse might modulate cerebral metabolism of cholesterol. This thesis project opens new perspectives on the role of cholesterol cerebral metabolism in addiction which may ultimately result in new therapeutic avenues for the treatment of this costly psychiatric disorder.

L'aquaculture a connu un développement considérable au cours des dernières décennies. De par leurs disponibilités limitées, la farine de poisson et l'huile de poisson, considérées comme des ingrédients traditionnels de l'alimentation des poissons d’élevage, ont été largement remplacées par des matières premières végétales afin de soutenir le développement durable de l'aquaculture. Cette évolution de la composition des aliments aquacoles a entraîné une réduction importante de la teneur en cholestérol des aliments aquacoles. Dans ce contexte, l'objectif de la thèse était d’analyser les modifications du métabolisme du cholestérol chez la truite arc-en-ciel en réponse à une alimentation strictement végétale. Nous avons porté une attention particulière aux mécanismes sous-jacents à la régulation du métabolisme du cholestérol, en nous concentrant sur les facteurs de transcription et les microARNs. Enfin, nous avons évalué la possibilité d'utiliser les microARNs comme biomarqueurs non invasifs. Nos études ont montré qu’une alimentation végétale induit chez la truite une hypocholestérolémie associée à une modification de l’expression des gènes impliqués dans la synthèse et dans l'efflux du cholestérol mais aussi des facteurs de transcription SREBP-2 et LXRα. Nous avons également observé une diminution de l’expression du miR-223 dans le foie des truites nourries avec un régime à base de plantes ce qui suggère l'implication de mécanismes post-transcriptionnels dans la régulation de la synthèse du cholestérol chez la truite arc-en-ciel. Nous avons ensuite effectué une étude de la régulation du métabolisme du cholestérol chez une lignée de truite arc-en-ciel sélectionnée pour sa meilleure capacité de croissance sur aliment végétal. Nous avons observé une augmentation de l'expression du miR-33a chez les truites nourries avec un régime à base de plantes et une expression plus importante des miR-122 et 128 chez les truites de la lignée sélectionnée, quel que soit le régime. En analysant l’expression de gènes cibles potentiels des miR-33a, 122 et 128, nous avons pu mettre en évidence une régulation cohérente entre les miR-33a et 128 et leurs cibles potentielles que sont respectivement la caspase 6 apoptosis-related cysteine peptidase like 2 (casp6l2) et la phosphodiesterase 4B cAMP-specific a (pde4ba). Ces résultats mettent en évidence deux nouvelles voies moléculaires affectées par l’alimentation végétale chez la truite. Grâce à la combinaison d’approches in vivo et in vitro, nous avons constaté que l'expression des gènes impliqués dans la synthèse de cholestérol et celle du facteur de transcription SREBP-2 et du miR-33a augmentent chez les truites nourris avec l’aliment végétal et inversement diminuent en culture primaire d’hépatocytes de truite stimulés par du 25-hydroxycholestérol. Il semble donc SREBP-2 et miR-33a agissent en synergie pour réguler la synthèse du cholestérol. Enfin, nous avons détecté avec succès miR-1, miR-33a, miR-122, miR-128 et miR-223 dans le plasma de truite. Nous avons observé que les taux plasmatiques de miR-128 et de miR-223 sont soumis à des variations postprandiales similaires à celles observées pour leurs homologues hépatiques. Des corrélations significatives ont été observées entre les taux hépatiques et plasmatiques des miR-128 et miR-223. D’autres corrélations apparaissent entre les miR-122, 128 et 223 et l'expression de gènes liés à la synthèse et à l'efflux du cholestérol. Ces résultats indiquent que les micrARNs plasmatiques 122, 128 et 223 constituent de potentiels biomarqueurs non invasifs du métabolisme du cholestérol chez la truite arc-en-ciel. / Aquaculture has been subjected to a huge development during the last decades. Due to limiting availabilities, fishmeal and fish oil, the traditional ingredients of fish feed, have been widely replaced with vegetable ingredients in order to support the sustainable development of aquaculture. This evolution of aquafeeds has resulted in a reduction of the cholesterol content of the diets. In this context, the major objective of the thesis was to decipher the physiological changes related to cholesterol metabolism occurring in fish fed the plant-based diet. We furthermore analyzed the mechanisms underlying the regulation of cholesterol metabolism, focusing on transcription factors and microRNAs. Additionally, the possibility of utilizing miRNA as potential noninvasive biomarker was also investigated in the thesis. Our studies have shown that utilization of plant-based diet resulted in hypocholesterolemia and modified the expression of genes involved in cholesterol synthesis and efflux as well as that of their corresponding transcriptional factors SREBP-2 and LXRα. We also observed a lower expression of miR-223 in the liver of trout fed the plant-based diet suggesting the involvement of posttranscriptional mechanisms in the regulation of cholesterol synthesis. We then carried out another experiment using a line of rainbow trout selected for better growth performance on plant-based diet. We found that the hepatic expression of miR-33a increased in trout fed the plant-based diet, while the expression of miR-122 and miR-128 was much higher in the selected line regardless of the diet. By analyzing the expression of putative target genes of miR-33a, 122 and 128, we noticed consistent regulations between miR-33a and 128 and their respective putative targets, which were caspase 6 apoptosis-related cysteine peptidase like 2 (casp612) and cAMP-specific phosphodiesterase 4B a (pde4ba). These results highlighted two new molecular pathways affected by the plant-based diet. Through the combination in vivo and in vitro approaches, we demonstrated that the expression of the genes involved in cholesterol synthesis and that of the transcription factor SREBP-2 and the miR-33a increased in trout fed plant-based diet devoid of cholesterol while conversely decreased in rainbow trout primary cell culture of hepatocytes stimulated by 25-hydroxycholesterol. These data indicate that SREBP-2 and miR-33a act synergistically to control cholesterol synthesis. Finally, we successfully detected miR-1, miR-33a, miR-122, miR-128 and miR-223 in trout plasma. We observed similar postprandial changes between plasma levels of miR-128 and miR-223 and their hepatic counterparts. Significant correlations were observed between hepatic and plasma levels of miR-128 and miR-223. Other correlations appeared between miR-122, 128 and 223 and the expression of genes related to synthesis and efflux of cholesterol. Altogether, these results indicate that plasma microRNAs 122, 128 and 223 are potential non-invasive biomarkers of cholesterol metabolism in rainbow trout.

La modélisation de maladies métaboliques hépatiques et les approches de thérapie cellulaire nécessitent de disposer d’une source fiable et illimitée d’hépatocytes. Grâce à leurs propriétés spécifiques, les cellules souches pluripotentes peuvent représenter une telle source. Nous avons tout d’abord mis au point une approche originale pour différencier une lignée de cellules souches embryonnaires humaines européenne, générée en conditions GMP-compatibles, en hépatocytes fonctionnels in vitro et in vivo après transplantation dans un modèle murin d'insuffisance hépatique aiguë. Nous avons ensuite utilisé les cellules souches pluripotentes induites (iPSC) spécifiques d’un patient homozygote pour une mutation entrainant une absence de récepteur des lipoprotéines de basse densité (RLDL) afin de modéliser l'hypercholestérolémie familiale (HF) in vitro. Nous avons amélioré notre approche pour différencier ces iPSC en hépatocytes plus matures et polarisés car les hépatocytes sont les seules cellules capables de dégrader le cholestérol via la bile. Nous avons montré que ce modèle reproduit la physiopathologie de l'HF et établit la preuve de concept de la correction génétique ciblée par la technologie CRISPR/Cas au locus AAVS1 par la restauration de l’expression, inductible par les statines, et de la fonctionnalité du récepteur. Nous avons également mis en évidence que le RLDL ne semble pas impliqué dans l'entrée du virus de l'hépatite C (VHC) mais plutôt dans les étapes tardives de la morphogénèse virale. Ce modèle pourra désormais servir à l’étude physiopathologique de différents patients HF, au criblage de nouvelles drogues hypocholestérolémiantes et antivirales ainsi qu'à de nouvelles approches thérapeutiques. / Liver metabolic diseases modeling and cell therapy approaches require a a reliable and well-characterized cell source. Due to their specific properties, pluripotent stem cells represent a credible alternative to primary human hepatocytes. Thus, we have defined a new approach to differentiate a European human embryonic stem cell line, generated in GMP-compatible conditions, into hepatocytes that are functional in vitro and in vivo after transplantation into a murine model of acute liver failure. We have then used induced pluripotent stem cells from a homozygous patient with a mutation leading to an absence of the low-density lipoproteins receptor (LDLR) to model familial hypercholesterolemia type IIA (FH) in vitro. As hepatocytes are the only cells able to metabolize cholesterol into bile acids, we have improved our approach to differentiate these iPSC into hepatocytes displaying cell functional organization and polarization. We have shown that our model reproduced FH physiopathology and have also restored, by the genetic targeted correction at the AAVS1 locus using CRISPR/Cas technology and subsequent hepatocyte differentiation, the LDLR expression – inducible by statins - and functionality. Moreover, we have demonstrated that the LDLR does not seem to be involved in hepatitis C virus entry or replication but rather in viral morphogenesis steps. This model will be useful to develop new cholesterol-lowering and antiviral drugs as well as new cell therapy options. Furthermore, it can be applied to similar studies for other liver metabolic disorders.

Cette maitrise a été fait en co-direction : Jean-Marc Lavoie (UdeM) et David St-Pierre (UQAM). / Mise en contexte : La présente étude a pour but de tester l’hypothèse selon laquelle l’accumulation excessive de lipides au foie perturbe le métabolisme du cholestérol. La stéatose hépatique perturberait ainsi principalement les voies métaboliques qui impliquent les récepteurs de LDL au foie. Méthodologie: Des rats Wistar (n/groupe = 10) ont été soumis soit à une diète standard (SD), une diète enrichie en lipides (HFD : High Fat Diet) ou à une diète occidentale (WD : Western Diet) pour une durée de 2 ou 6 semaines. Au niveau de la composition des diètes, 60% de l’apport calorique de la diète enrichie en lipides provient des lipides tandis que la diète occidentale est composée à 40% de lipides et 35% de sucrose dont 17,5% de fructose. Résultats: Comparativement aux animaux traités pendant 2 semaines, le poids des tissus adipeux était environ trois fois plus élevé (~ 20 vs 7 g) chez les animaux soumis à 6 semaines de diètes obésogènes. Une augmentation significative du gain de poids (~ 40g) a été observée uniquement après 6 semaines chez les groupes soumis à la HFD ou la WD (P < 0.01). Comparativement aux animaux soumis à la diète conventionnelle, les niveaux de triglycérides (TG) hépatiques étaient significativement supérieurs chez les rats nourris avec la HFD et WD (P < 0.01) et ce, indépendamment de la durée du traitement. Après deux semaines, des concentrations de TG hépatiques significativement plus élevées (P < 0.05) ont été observés chez les animaux avec la WD comparativement à celles des rats avec la HFD. Des niveaux de cholestérol plasmatiques significativement plus élevés (P < 0.05) ont été mesurés chez les animaux avec la WD par rapport à la SD et la HFD et ce indépendamment de la durée. Après 2 et 6 semaines de diètes, l’expression génique au foie de LDL-R, PCSK9 et SREBP2, qui sont impliqués dans la captation des LDL-cholestérol, a significativement diminué chez les animaux soumis à la WD comparativement à ceux nourris avec la diète SD ou HFD (P < 0.01). De la même manière, des niveaux d’ARNm de LRP1 et ACAT2 significativement diminués (P < 0.01) ont été mesurés chez les animaux nourris avec WD comparativement ceux du groupe SD. L’expression de l’HMGCoAR, l’enzyme limitante impliquée dans la régulation de la synthèse endogène de cholestérol, a été significativement 6 diminuée chez les animaux soumis à la WD comparativement à ceux traités avec la SD ou la HFD après 2 (P < 0.001) et 6 semaines (P < 0.05). Dû au fait que la diète soit enrichie en sucrose et conséquemment en fructose, la WD a fortement favorisé l’expression de ChREBP et ACC, deux régulateurs majeurs dans la voie de la lipogenèse de novo. Conclusion: Ces résultats suggèrent que la diète de type occidentale augmenterait les niveaux de TG en favorisant simultanément la captation exogène de lipides ainsi que leur production endogène par l’activation de la lipogenèse de novo. L’altération de la voie de la captation du cholestérol par les LDL-R favoriserait une augmentation rapide des taux plasmatiques de cholestérol. / Background: The present study was designed to test the hypothesis that excessive fat accumulations impair cholesterol metabolism mainly through alterations in the LDL-receptor (LDL-R) pathway in liver. Method: Rats were either submitted to standard (SD), high fat (HFD; 60% kcal) or western (WD; 40% fat + 35% sucrose (17.5% fructose)) diets for 2 or 6 weeks. Results: Weight gain (~ 40g) was observed only following 6 weeks of the obesogenic diets (P < 0.01). Compared to the 2-week treatment, obesogenic diets tripled fat pad weight (~ 20 vs 7 g) after 6 weeks. Hepatic triglyceride (TG) levels were greater in response to both the WD and HFD compared to the SD (P < 0.01) at 2 and 6 weeks and their concentrations were greater (P < 0.05) in WD than HFD at 2 weeks. Plasma cholesterol levels were higher (P < 0.05) in animals submitted to WD compare to SD and HFD. After 2 and 6 weeks, liver expression of LDL-R, PCSK9 and SREBP2, involved in LDL-cholesterol uptake, was lower in animals submitted to WD than in others treated with HFD or SD (P < 0.01). Similarly, LRP1 and ACAT2 mRNA levels were lower (P < 0.01) among WD compared to SD-fed rats. Expression of the gene coding the main regulator of endogenous cholesterol synthesis, HMGCoAR was reduced in response to WD compared to SD and HFD at 2 (P < 0.001) and 6 (P < 0.05) weeks. Being enriched in fructose, the WD strongly promoted the expression of ChREBP and ACC, two key regulators of de novo lipogenesis. Conclusion: These results show that the WD promptly increased TG levels in the liver by potentiating dietary fat storage and de novo lipogenesis. This effect impaired hepatic cholesterol uptake via the LDL-R axis and promoted a rapid increase in plasma cholesterol levels.

Introduction : L'obésité est causée par un déséquilibre prolongé entre les apports énergétiques et l'activité physique, dépendant du métabolisme de base, de la production de chaleur et des effets thermogéniques du régime et de l'activité physique. Chez les rongeurs, l'obésité induite par le régime peut être obtenue par différents régimes et approches. A cet égard, les régimes hyperlipidiques sont considérés comme les régimes de référence pour générer des modèles de l'obésité chez le rongeur et engendrent des pathologies similaires à celles rencontrées chez l'homme. Cependant, ce régime alimentaire est loin d'être standardisé et a été critiqué sur le fait que la prise énergétique totale et non uniquement les lipides régissait l'accumulation de graisse corporelle chez l'homme. Ainsi, les régimes cafétéria ont été introduits : en offrant en plus d'un régime non purifié un choix de plusieurs aliments appétants, de composition, d'apparence et de texture différentes, ils permettent le développement de l'obésité en déclenchant l'hyperphagie. Objectif : L'objet de ces travaux a été de comparer chez des souris obèses les effets d'un régime hyperlipidique à ceux d'un régime cafétéria sur la prise de nourriture, la prise de poids et les déterminants du métabolisme et de l'homéostase énergétique. Résultats : Nos résultats démontrent qu'un régime hyperlipidique et un régime cafeteria permettent tous deux d'obtenir un phénotype obèse mais sans causer nécessairement les mêmes changements métaboliques. Le régime cafétéria, caractérisé par un contenu en glucides (principalement le sucrose) plus élevé et un contenu en lipides plus faible, semble avoir des conséquences plus néfastes pour le foie et provoque des changements plus prononcés au niveau du microbiote intestinal. Malgré un contenu en cholestérol plus faible que dans le régime hyperlipidique, les souris nourries au régime cafétéria présentaient une cholestérolémie similaire. Les niveaux d'expression des gènes impliqués dans le métabolisme du cholestérol dans l'intestin grêle et le foie suggèrent une augmentation de la synthèse de cholestérol de novo et une modification de son transport, ces effets étant plus marqués chez les souris nourries au régime hyperlipidique. Conclusion : Ces résultats remettent en question le statut des régimes hyperlipidiques pour déclencher l'obésité et pour générer ses pathologies associées. Les régimes cafétéria sont aussi efficaces à cet égard et sont plus proches des régimes consommés chez l'homme.

Les chylomicrons (CM) sont des vésicules produites et sécrétées par les entérocytes de l'intestin grêle pour permettre le transport des lipides et des vitamines liposolubles de l'alimentation vers la circulation sanguine. Les mécanismes de transport, de formation et de sécrétion des CM sont très complexes et des défauts dans ces mécanismes peuvent affecter de manière significative la qualité de vie d'un individu. Il est clair qu'il existe des lacunes dans notre compréhension des protéines qui régulent ces processus puisque certains patients atteints de malabsorptions intestinales ne présentent pas de mutations pour des protéines connues et d’autres patients présentant des mutations connues ont des caractéristiques cliniques incompréhensibles. La phospholipase D(PLD) 1 et la Sar1b GTPase sont deux protéines dont le rôle dans l'homéostasie lipidique intestinale reste à mieux préciser. La PLD1 est une enzyme dont le rôle principal est de catalyser la formation d'acide phosphatidique à partir de la phosphatidylcholine. Son produit permet de réguler de nombreux processus cellulaires tels que l’endocytose, l’exocytose et le traffic vésiculaire. Cependant, sa fonction dans l'homéostasie lipidique intestinale était jusqu'à présent inconnue. La Sar1b GTPase, quant à elle, régule la formation des vésicules COPII du réticulum endoplasmique (RE) et sa mutation a été associée à la maladie de rétention du CM (MRC), l'une des trois principales maladies qui provoquent une malabsorption des lipides intestinaux. Cependant, nos connaissances scientifiques sur cette enzyme sont assez limitées et même sa relation de cause à effet reste à définir dans un organisme complexe tel qu'un mammifère. Par conséquent, l'objectif général de cette thèse est de mettre en évidence le rôle de la PLD1 et de la Sar1b GTPase dans le transport et le métabolisme des lipides intestinaux. Pour atteindre ces objectifs, nous avons soit administré des inhibiteurs de l'activité des différents isoformes de PLD à des cellules entérocytaires Caco2/15, ou utilisé des cellules présentant une diminution de l’expression du gène de PLD1. En outre, pour la Sar1b GTPase, nous avons utilisé des souris présentant soit une mutation ponctuelle, soit une délétion de Sar1b. Nos résultats ont montré que la diminution de l'expression protéique de PLD1 réduit la sécrétion de CM et modifie l'expression protéique de facteurs importants impliqués dans la β-oxydation et la lipogenèse. En ce qui concerne la Sar1b GTPase, nous avons pu observer que les souris homozygotes avec une mutation ou une délétion de Sar1b ne sont pas viables et sembleraient mourir juste après la naissance étant donné le développement embryonnaire normal de ces souris. Avec les souris hétérozygotes, nous avons quand même pu confirmer la relation de cause à effet entre le gène et la MRC puisque ces souris récapitulaient plusieurs anomalies gastro-intestinales retrouvées chez les patients. En outre, nous avons observé que la gravité des caractéristiques observées chez les souris peut dépendre du régime alimentaire et du génotype. De plus, nous avons observé que les mâles présentant une mutation ponctuelle reflétaient d’avantage la maladie. Par ailleurs, les lipoprotéines de ces animaux avaient une composition chimique et protéique altérée avec une diminution de la quantité d’ApoB-100 dans les fractions de VLDL et LDL, ainsi qu’une augmentation des ratios cholestérol ester/phospholipides et des ratios lipides estérifiés/lipides non-estérifiés. Enfin, nous avons observé que l'altération du gène Sar1b dans l'intestin affecte son homéostasie lipidique et modifie l'expression génique et protéique de plusieurs facteurs importants dans le stress du RE, la β-oxydation, la lipogenèse et le métabolisme du cholestérol. En conclusion, même si cette thèse comporte plusieurs limites, nous avons pu établir le rôle de la PLD1 et de la Sar1b GTPase dans l'homéostasie lipidique. En effet, nous sommes les premiers à avoir démontré que l'altération du gène PLD1 affecte la sécrétion de CM et le métabolisme des lipides dans les cellules intestinales. De plus, nous avons pu confirmer in vivo la relation de cause à effet entre la MRC et la protéine Sar1b, tout en ayant une meilleure compréhension de son impact sur le métabolisme des lipides qui peut varier en fonction de différents facteurs tels que le génotype et la diète. Une meilleure compréhension de ces protéines permettrait d'augmenter les cibles possibles pour le développement de traitements ciblant la sécrétion de CM et de mieux comprendre les conséquences que la mutation de ces gènes peut avoir chez les patients. / Chylomicrons (CMs) are vesicles produced and secreted by enterocytes in the small intestine to transport lipids and fat-soluble vitamins from the diet into the bloodstream. The mechanisms of CM transport, formation and secretion are very complex and defects in these mechanisms can significantly affect the quality of life of an individual. It is clear that there are gaps in our understanding of the proteins that regulate these processes since some patients with intestinal malabsorptions do not have mutations for known proteins and other patients with known mutations have incomprehensible clinical features. Phospholipase D (PLD) 1 and Sar1b GTPase are two proteins whose role in intestinal lipid homeostasis remains to be better defined. PLD1 is an enzyme whose main role is to catalyze the formation of phosphatidic acid from phosphatidylcholine. Its product regulates many cellular processes such as endocytosis, exocytosis and vesicular trafficking. However, its function in intestinal lipid homeostasis was unknown until now. Sar1b GTPase, on the other hand, regulates COPII vesicle formation in the endoplasmic reticulum (ER) and its mutation has previously been associated with CM retention disease (CRD), one of the three major diseases that cause intestinal lipid malabsorption. However, our scientific knowledge about this enzyme is quite limited and even its cause and effect relationship remains to be defined in a complex organism such as a mammal. Therefore, the overall goal of this thesis is to highlight the role of PLD1 and the Sar1b GTPase in intestinal lipid transport and metabolism. To achieve these objectives, we either administered inhibitors of the activity of different PLD isoforms to Caco2/15 enterocyte cells or used cells with protein depletion of PLD1. In addition, for the Sar1b GTPase, we used mice with either a point mutation or a deletion of Sar1b. Our results showed that decreased protein expression of PLD1 reduces CM secretion and alters the protein expression of important factors involved in β-oxidation and lipogenesis. With regard to the Sar1b GTPase, we could observe that homozygous mice with a mutation or deletion of Sar1b are not viable and would appear to die just after birth given the normal embryonic development of these mice. With the heterozygous mice, we were still able to confirm the causal relationship between the gene and CRD since these mice recapitulated several gastrointestinal abnormalities found in patients. In addition, we observed that the severity of the features observed in the mice may depend on diet and genotype. In addition, we observed that males with a point mutation reflected the most the disease. Also, the lipoproteins of these animals had an altered chemical and protein composition, with a decrease in the amount of ApoB-100 in the VLDL and LDL fractions, as well as an increase in choesteryl ester/phospholipids ratios and esterified/nonesterified lipid ratios. Finally, we observed that alteration of the Sar1b gene in the gut affects its lipid homeostasis and alters the gene and protein expression of several factors important in ER stress, β-oxidation, lipogenesis, and cholesterol metabolism. In conclusion, although this thesis has several limitations, we were able to establish the role of PLD1 and the Sar1b GTPase in lipid homeostasis. Indeed, we are the first to have demonstrated that alteration of the PLD1 gene affects CM secretion and lipid metabolism in intestinal cells. Furthermore, we were able to confirm in vivo the causal relationship between MRC and the Sar1b protein, while having a better understanding of its impact on lipid metabolism which can vary according to different factors such as genotype and diet. A better understanding of these proteins would increase the possible targets for the development of treatments targeting CM secretion and better understand the consequences that mutation of these genes may have in patients.