Chez l'Homme, le vieillissement de la rétine peut aboutir à des pathologies telles que la dégénérescence maculaire liée à l'âge (DMLA) ou la rétinopathie diabétique (RD). Il semble qu'une alimentation riche en acides gras polyinsaturés à longue chaîne (AGPI-LC), notamment en oméga-3 comme l'EPA et le DHA, soit potentiellement protecteur vis-à-vis du développement de la DMLA et de l'insulinorésistance (IR), principal facteur de risque de la RD. Dans ce contexte, nous avons tenter d'évalué 1- l'impact de facteurs endogènes et environnementaux générateurs de stress oxydatif, de produits terminaux de glycation (PTG) ou d'insulinorésistance sur la fonction et le vieillissement de la rétine, et 2- l'adaptation de la rétine à un régime riche en AGPI-LC oméga-3 dans modèle murin de vieillissement de la rétine humaine, la souris ApoB100,LDLR-/-.Les animaux soumis à un stress oxydatif et à des PTG présentent une altération de la fonction rétinienne associée à une accumulation de cellules microgliales et/ou macrophages dans la rétine externe. L'IR induit une modulation de gènes impliqués dans le métabolisme des lipides, l'inflammation et dans la synthèse de facteurs nucléaires. Une alimentation riche en AGPI-LC oméga-3 induit une amélioration de l'incorporation d'acides gras oméga-3 dans la rétine et la modulation du gène codant le récepteur aux LDL dans la rétine neurosensorielle.En conclusion, nos travaux montrent une adaptation de la rétine d'une part à des conditions propices au vieillissement de la rétine et l'insulinorésistance, et d'autre part à un régime alimentaire riche en acides gras oméga-3 et pauvre en oméga-6, reconnu comme protecteur du vieillissement de la rétine

Bien que le régime méditerranéen (MED) soit considéré comme le meilleur régime alimentaire pour prévenir les maladies cardiaques, on ignore toujours si l'adoption de MED résulte en une amélioration de la résistance du myocarde à l'ischémie et la reperfusion et en une prévention des arythmies ventriculaires. En conséquence, nous avons mené deux études : (1) vérifier si un profile lipidique de type MED; faible en gras saturés et en acides gras oméga-6 (ω6) et riche en acides gras oméga-3 (ω3) d'origines végétale et marine; peut réduire la taille d'infarctus et une meilleure récupération de la fonction ventriculaire gauche (FVG) dans un modèle de rat. Les rats MED ont été comparés avec des rats recevant des régimes riches en acides gras saturés ou en acides gras ω6. Les résultats montrent une grande accumulation des ω3 et une diminution de l'acide arachidonique dans le plasma, les membranes des cellules cardiaques et dans les mitochondries. Pareillement, les rats MED avaient une taille infarctus plus réduite par rapport aux deux autres groupes, tandis que FVG récupération n'était pas différente dans les trois groupes. La deuxième étude épidémiologique a été menée au Centre Hospitalier Universitaire de Grenoble pour déterminer une éventuelle corrélation entre les oméga-3 et la survenue de complications rythmiques. Deux cent trente huit patients porteurs de défibrillateurs automatiques implantables (DEF) ont été inclus. La composition en acides gras des globules rouges a été analysé et l'index oméga-3 a été calculée à partir de l'acide eicosapentaénoïque et acide docosahexaénoïque. Aucune différence significative entre les acides gras oméga-3 (ALA, EPA et DHA) ou l'index oméga-3 et la survenue d'événements n'a été observée entre quartiles. Néanmoins, l'index oméga-3 chez ces patients était déjà à des niveaux qui ont été démontrés avoir un pouvoir cardioprotecteur (8.6±1.59 à 8,8±1.76).

Chez l’Homme, le vieillissement de la rétine peut aboutir à des pathologies telles que la dégénérescence maculaire liée à l’âge (DMLA) ou la rétinopathie diabétique (RD). Il semble qu’une alimentation riche en acides gras polyinsaturés à longue chaîne (AGPI-LC), notamment en oméga-3 comme l’EPA et le DHA, soit potentiellement protecteur vis-à-vis du développement de la DMLA et de l’insulinorésistance (IR), principal facteur de risque de la RD. Dans ce contexte, nous avons tenter d’évalué 1- l’impact de facteurs endogènes et environnementaux générateurs de stress oxydatif, de produits terminaux de glycation (PTG) ou d’insulinorésistance sur la fonction et le vieillissement de la rétine, et 2- l’adaptation de la rétine à un régime riche en AGPI-LC oméga-3 dans modèle murin de vieillissement de la rétine humaine, la souris ApoB100,LDLR-/-.Les animaux soumis à un stress oxydatif et à des PTG présentent une altération de la fonction rétinienne associée à une accumulation de cellules microgliales et/ou macrophages dans la rétine externe. L’IR induit une modulation de gènes impliqués dans le métabolisme des lipides, l’inflammation et dans la synthèse de facteurs nucléaires. Une alimentation riche en AGPI-LC oméga-3 induit une amélioration de l’incorporation d’acides gras oméga-3 dans la rétine et la modulation du gène codant le récepteur aux LDL dans la rétine neurosensorielle.En conclusion, nos travaux montrent une adaptation de la rétine d’une part à des conditions propices au vieillissement de la rétine et l’insulinorésistance, et d’autre part à un régime alimentaire riche en acides gras oméga-3 et pauvre en oméga-6, reconnu comme protecteur du vieillissement de la rétine / With advanced age, aging of the human retina can evolve into pathological forms, age-related macular degeneration (AMD) or diabetic retinopathy (DR). Meanwhile, epidemiological studies suggest that a diet rich in long-chain omega-3 polyunsaturated fatty acids (LC-PUFA) such as EPA and DHA, potentially protects against the development of AMD and insulin resistance, the main risk factor for DR. Within this context, our research objectives were to assess: 1 - the impact of endogen and environmental factors, known to trigger oxidative stress, advanced glycation end-products (AGEs) or insulin resistance, on the function and aging of the retina, and 2 - the response of the retina to a omega-3 LC-PUFA-enriched diet in a murine model of aging of the human retina, the ApoB100,LDLR-/- mouse.The animals exposed to oxidative stress and AGEs showed an alteration of the retinal function associated with an accumulation of microglial cells and/or macrophages in the outer retina. The insulin resistance induced a modulation of the expression of genes coding proteins involved in lipid metabolism, inflammation and nuclear factors. An omega-3 LC-PUFA-enriched diet improved the incorporation of omega-3 LC-PUFA in the retina and modulated the expression of the LDL-receptor gene in the neurosensory retina.In conclusion, our works reported the adaptive response of the retina to environmental and endogenous factors known to promote aging of the retina. It included the impairment of the retinal function, and the modulation of gene expression. Our data also gave a better understanding of the effects of omega-3 LC-PUFA against aging of the retina

Ce projet de maîtrise a été effectué dans le but de déterminer l'impact d'un supplément quotidien de gélatine de poisson ajouté à un supplément d'acides gras polyinsaturés oméga-3 (AGPI n-3) d'origine marine (O+GP) sur la sensibilité à l'insuline et la tolérance au glucose. Seize hommes et femmes obèses ou en surpoids et résistants à l'insuline ont consommé un supplément d'AGPI n-3 avec ou sans gélatine de poisson pendant deux périodes de huit semaines dans un contexte de vraie vie, selon un modèle de chassé-croisé. Cette étude montre qu'un supplément de gélatine de poisson améliore la tolérance au glucose chez des sujets en surpoids ou obèses et résistants à l'insuline consommant un supplément d'AGPI n-3 d'origine marine, et que cet effet peut être en partie causé par la consommation de gélatine de poisson et une diminution de la consommation des glucides.

L’objectif principal des études présentées dans cette thèse était d’étudier les effets physiologiques et mécanistiques d’une fraction de peptides de saumon (SPF) de faible poids moléculaire (molecular weight, MW) combinée ou non avec une huile riche en oméga-3 (fish oil, FO), dans un contexte d’obésité induite par une diète riche en gras et en sucre (high-fat and sucrose diet, HFS). Le modèle de souris utilisé en était un du syndrome métabolique (metabolic syndrome, MetS), la souris LDL-/-/ApoB100/100. Dans l’étude de 3 mois (JN, 2015), nous avons montré que les souris nourries avec le SPF ou à la combinaison (SPF+FO) étaient plus tolérantes au glucose. Elles présentaient également des améliorations de plusieurs conditions généralement associées avec le MetS, soit un meilleur profil lipidique, une diminution de l’inflammation du tissu adipeux épidydimaire et une amélioration de la voie de signalisation de l’insuline hépatique. Ces effets étaient associés à une légère diminution du poids corporel, du poids du foie et de l’efficience alimentaire. Les effets observés in vivo du SPF ont ensuite été validés dans 3 lignées cellulaires. Deuxièmement, nous avons voulu valider les effets du SPF au niveau de la tolérance au glucose après 3 mois de diète. Puis, nous avons exploré les mécanismes derrière les effets bénéfiques du SPF et du FO en analysant le métabolome plasmatique des acylcarnitines (AC) et l’expression de gènes hépatiques. Les niveaux d’adiponectine ainsi que l’expression de plusieurs gènes impliqués dans l’homéostasie du glucose, des lipides, dans l’inflammation et dans la β-oxydation mitochondriale et peroxisomale étaient modulés par le SPF et le FO. Le profil en AC a démontré plusieurs changements causés par le SPF et le FO autant au niveau des AC à courte chaîne qu’à moyenne et longue chaîne. Troisièmement, nous avons une fois de plus validé les effets du SPF au niveau de la tolérance au glucose, mais sur une période de 6 mois. Nous nous sommes concentrés sur le profil métabolomique des acides aminés (AA) plasmatiques et avons tenté de comprendre les changements importants survenus après 6 mois de diète en faisant l’analyse par immunobavardage des protéines et enzymes régulant le catabolisme des acides aminés à chaîne ramifiée (branched-chain amino acids, BCAA). L’utilisation du plasma obtenu au sacrifice à l’état de jeûne et post prandial de notre cohorte de souris nourries pendant 3 mois nous a permis d’évaluer l’association entre la signature métabolomique des AA et les effets physiologiques du SPF. Ces études démontrent le potentiel du SPF jumelé ou non avec le FO dans la prévention de complications reliées à l’obésité, comme l’intolérance au glucose, l’inflammation de bas degré et la dyslipidémie. / The main objective of this thesis was to evaluate the metabolic and mechanistic effects of a low-molecular-weight salmon peptide fraction (SPF) combined or not with omega-3-rich fish oil (FO) in the context of diet-induced obesity (DIO) in a murine model of the metabolic syndrome (MetS), the LDL-/-/ApoB100/100 mouse. In the first study, we have shown that mice fed the SPF alone or in combination with FO (SPF+FO) were more glucose tolerant and had marked improvements in their plasma lipid profile, adipose tissue inflammation and hepatic insulin signaling pathway. These effects were associated with a small reduction in body weight, liver weight and energy efficiency. These in vivo effects were then validated in 3 cell lines. Secondly, we validated once again the beneficial impact of SPF on glucose tolerance after 3 months of diet. We aimed to explore its mechanisms of action by doing an extensive assessment of the acylcarnitine (AC) plasma metabolome and the hepatic gene expression of the mice. We found that adiponectin levels and many hepatic genes involved in inflammation, in glucose and lipid homeostasis and in mitochondrial and peroxisomal β-oxidation were altered with SPF and FO. The AC profile was modified upon dietary treatment with FO and SPF, with significant changes in short-, medium- and long-chain AC. Thirdly, we validated the beneficial effects of SPF on glucose tolerance over a 6- month period, and decided to concentrate on the metabolomic profile of plasma amino acids (AA). We aimed to understand the important alterations that occured after 6-months on diet in the SPF-fed animals. Then we also looked at changes in the proteins and enzymes regulating branched-chain amino acids (BCAA) catabolism in liver, skeletal muscle and epidydimal adipose tissue by Western blotting. The metabolomic analyses of plasma obtained after 3 months of diet in our other cohort of mice gave us the opportunity to evaluate the association between the AA signature and the physiological effects of SPF. These studies show the potential of SPF combined or not with FO as a nutraceutical for the prevention of obesity-related complications, such as glucose intolerance, low-grade inflammation and dyslipidemia.

Ce projet d’intervention nutritionnelle avait pour but d’étudier la variabilité interindividuelle observée dans la réponse métabolique des facteurs de risque des maladies cardiovasculaires (MCV) à une supplémentation en acides gras polyinsaturées (AGPI) oméga-3 (n-3). Deux-cent dix participants (97 hommes et 113 femmes) ont complété la période de supplémentation de 6 semaines avec cinq grammes d’huile de poisson, dont 3 grammes d’oméga-3 par jour (1.9 à 2.2g EPA + 1.1g DHA). Suite à l’intervention, une diminution significative des niveaux de triglycérides (TG) sanguins a été observée. De plus, les résultats de cette étude suggèrent que l’âge, le sexe, l’indice de masse corporelle (IMC) et le génotype de l’APOE peuvent être identifiés comme étant des facteurs importants de la modulation des concentrations plasmatiques des facteurs de risque de MCV suite à une supplémentation en AGPI n-3. / The goal of this nutritional intervention was to test the interindividual variability observed in the metabolic response to an omega-3 (n-3) polyunsaturated fatty acids (PUFA) supplementation. Two hundred and ten subjects (97 men and 113 women) completed the intervention. A supplementation with five grams of fish oil, providing 3 grams of n-3 per day (1.9 to 2.2g EPA + 1.1g DHA) has been administered for a 6-week period following a 2-week run-in period where nutritional recommendations were established. After the intervention, a significant decrease in blood triglyceride (TG) levels was observed. In addition, the results of this study suggest that age, sex, body mass index, and APOE genotype may be identified as potential contributions to important cardiovascular disease risk factors in response to an n-3 PUFA supplementation.

Titre de l'écran-titre (visionné le 12 janvier 2024) / Il est reconnu qu'une supplémentation en acides gras (AG) oméga-3 (n-3) d'origine marine, et plus particulièrement en acide eicosapentaénoïque (AEP) et en acide docosahexaénoïque (ADH), permet d'abaisser les concentrations plasmatiques de triglycérides (TG) (1). Les TG plasmatiques sont un type de lipides sanguins qui, en concentrations élevées, sont fortement associés au risque de développer une maladie cardiovasculaire (MCV) (2). Toutefois, il est bien démontré qu'une certaine proportion de la population n'abaisse pas ses TG sanguins suivant une supplémentation en AEP et en ADH, en partie dû à des facteurs génétiques (3,4). À l'aide d'une étude d'association à l'échelle du génome (GWAS), notre équipe a précédemment identifié six loci responsables de la variabilité interindividuelle dans la réponse des TG chez les participants de l'étude Fatty Acid Sensor (FAS) (4). Par cartographie fine, notre groupe a ensuite identifié 31 polymorphismes nucléotidiques simples (SNPs) modulant la réponse des TG à une supplémentation en AG n-3 (5). Ces SNPs ont été inclus dans un outil de prédiction de la réponse des TG, nommé « score de risque génétique » (GRS), qui permettait d'expliquer 49.73% de la variance des TG (5). Parallèlement aux études menées par notre groupe, une équipe de recherche a récemment identifié de nouveaux SNPs interagissant avec une supplémentation en huile de poisson pour moduler les lipides sanguins dans une cohorte de 73 962 participants de la UK Biobank (6). Ces SNPs sont d'un intérêt particulier puisqu'ils sont situés dans des loci qui n'avaient pas encore été identifiés dans la cohorte FAS. L'objectif des présents travaux était donc de vérifier si l'ajout de ces nouveaux SNPs permettait de raffiner le GRS bâti par notre équipe. Nos travaux montrent que l'ajout de ces nouveaux SNPs ne permettent pas d'améliorer la capacité prédictive du GRS et que celui-ci demeure l'outil le plus précis que nous avons jusqu'à maintenant pour prédire la réponse des TG à une supplémentation en AG n-3. / It is recognized that an omega-3 fatty acid (n-3 FA) supplementation from marine origin, particularly eicosapentaenoic acid (EPA) and docosahexaenoic acid (DHA), lowers plasma triglyceride (TG) concentrations (1). Elevated plasma TG levels are strongly associated with the risk of developing cardiovascular disease (CVD) (2). However, it has been well demonstrated that a certain proportion of the population does not lower their blood TG levels in response to EPA and DHA supplementation, partly due to genetic factors (3,4). Through a genome- wide association study (GWAS), our team previously identified six loci responsible for the interindividual variability in the TG response among participants from the Fatty Acid Sensor (FAS) study (4). Using fine mapping methods, our group then identified 31 single nucleotide polymorphisms (SNPs) modulating the TG response to n-3 FA supplementation (5). These SNPs were included in a predictive tool of the TG response called « genetic risk score » (GRS), which explained 49.73% of the TG variance (5). In parallel with our studies, another research team recently identified new SNPs interacting with fish oil supplementation to modulate blood lipids in a cohort of 73,962 participants from the UK Biobank (6). These SNPs are of particular interest as they are located in loci that had not yet been identified in the FAS cohort. The objective of this project was therefore to verify whether the addition of these new SNPs allowed to refine the GRS constructed by our team. Our findings first demonstrate that the incorporation of these new SNPs does not enhance the predictive capacity of the GRS, and secondly that the GRS remains the most accurate tool we have so far to predict the TG response to an n-3 FA supplementation.

Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdorales, 2015-2016 / Les acides gras polyinsaturés oméga-3 (AGPI n-3), plus spécifiquement l’acide eicosapentaénoïque (AEP) et l’acide docosahexaénoïque (ADH), abaissent le risque de maladies cardiovasculaires (MCV) en agissant sur différents facteurs de risque dont une diminution des triglycérides (TG) plasmatiques et de l’inflammation. Toutefois, une grande variabilité interindividuelle dans la réponse cardiométabolique à la supplémentation en AGPI n-3 est observée et elle serait en partie reliée à des facteurs génétiques. Les gènes du métabolisme des lipides, dont les phospholipases A2 (PLA2), ont été modulés suite à la supplémentation de 3 g d’AEP et d’ADH/jour pendant six semaines. Des effets de génotype*supplémentation ont été observés avec des variations des gènes des PLA2 sur les niveaux de TG et de protéine C-réactive (CRP). Les résultats suggèrent que des variations sur les gènes de PLA2 expliquent en partie la variabilité interindividuelle de la réponse des TG et de la CRP à la supplémentation en AGPI n-3. / Fish oil-derived long-chain omega-3 (n-3) polyunsaturated fatty acids (PUFAs), including eicosapentaenoic acid (EPA) and docosahexaenoic acid (DHA), reduce the risk of cardiovascular disease by lowering plasma triglyceride (TG) and inflammation levels. However, a large inter-individual variability is observed, which could be explained by genetic factors. Genes involved in metabolic pathways of n-3 PUFA, including phospholipases A2 (PLA2) had changes in their expression in individuals who consumed 3 g/day of EPA and DHA for 6 weeks. Genotype by supplementation interaction effect on TG and C-reactive protein (CRP) levels were observed for PLA2 variations. These results suggest that variations in PLA2 genes may influence plasma TG and CRP levels during a supplementation with n-3 PUFA.

Les travaux présentés dans ce mémoire ont pour but d'examiner les effets d'une supplémentation en huile de poisson (FO) avec ou sans consommation en jus de canneberges (JC) sur la vasodilatation de l'artère brachiale induite par une hyperémie (FMD) provoquée chez l'homme. Pour cela, 86 hommes ont été divisés aléatoirement en 4 groupes: 1) placebo, n=16, 2) 500mL/jour JC, n=23, 3) 2.3g/jour FO, n=22 ~t 4) FO+JC, n=25. La FMD a été mesurée avant et après l'intervention par une échographie de l ' artère brachiale. Les mesures ont été effectuées au repos ainsi que 60 et 90 secondes suivant l'hyperémie. Nous avons observé que la valeur au repos, FMD60 et FMD90 étaient significativement différentes entre le début et la fin uniquement pour le groupe ayant consommé du JC. Toutefois aucune différence significative n'a été observée pour les groupes ayant consommé des FO et FO*JC. Nous avons aussi observé que les changements de FMD60 et FMD90 ainsi que celles avec nitroglycérine sublinguale étaient négativement associés avec le diamètre artériel brachial.

L’obésité et ses complications métaboliques dont notamment la stéatose hépatique non alcoolique, sont principalement attribuables à des facteurs environnementaux, parmi lesquels la diète joue un rôle majeur. Il est donc justifié pour les scientifiques de s’intéresser à l’effet des aliments sur cette pathologie, à commencer par les acides gras oméga-3 dont les effets bénéfiques sur la santé métabolique ont été démontrés. La découverte récente du rôle du microbiote intestinal et de ses interactions, non seulement avec les nutriments mais également avec les fonctions métaboliques de l’hôte, ouvre un nouveau champ de recherche. L’étude proposée dans ce mémoire avait pour but de déterminer le lien entre l’obésité, le microbiote intestinal et les acides gras oméga-3. Les résultats démontrent que certains des effets bénéfiques attribués aux acides gras oméga-3 sont dépendants du passage de ces acides gras dans la lumière du tube digestif. La prévention de l’accumulation des triglycérides hépatiques est en effet seulement induite lorsque les acides gras oméga-3 transitent par l’intestin, tandis que leur seule présence au niveau tissulaire est insuffisante pour provoquer ces effets. De même, le passage des acides gras oméga-3 par le tube digestif est associé avec une augmentation de la masse du caecum, ce qui suggère également une implication de la flore intestinale, mais qui demeure toutefois à confirmer par des analyses métagénomiques.