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.

La sensibilité musculaire à l'insuline est associée à l'efficacité à synthétiser des protéines chez le bouvillon. Cette sensibilité décroit tout au long de la vie, peut être améliorée par un enrichissement des membranes musculaires en acides gras oméga-3 à longue chaine (AGn-3LC) et cette réponse est proportionnelle à la quantité d'huile ingérée. Indépendamment de la signalisation de l'insuline, la leucine peut également augmenter la synthèse protéique. La présente étude montre qu'une injection abomasale quotidienne de leucine haussant la concentration de leucine libre de 22 % dans le muscle combinée à une perfusion continue et modérée de sept semaines d'huile de menhaden dans l'abomasum enrichissant les glycérophospholipides du muscle semi-tendineux en AGn-3LC de 107 % n'a pas augmenté l'utilisation corporelle du glucose ou des acides aminés de façon synergique. Cette étude contribue au développement de la compréhension de la régulation de l'anabolisme protéique des bovins en croissance par les AGn-3LC.

L'Infarctus du myocarde (IM) provoque, chez le rat, une augmentation de l'apoptose dans le système limbique en plus d'induire des symptômes qui s'apparentent à la dépression chez l'humain. Nous avons démontré qu'une diète élevée en oméga-3 ou la prise de probiotiques pouvaient être efficaces pour réduire ces effets si ces interventions débutaient avant l'induction de l'ischémie myocardique. Cette étude a pour objectif de déterminer l'efficacité de ces interventions si elles débutent après l'ischémie myocardique. L’IM a été induit chez le rat mâle Sprague-Dawley par l’occlusion de l’artère coronaire descendante antérieure gauche pendant 40 minutes. À la suite de l’ischémie, les rats ont reçu des probiotiques (1 billion de bactéries vivantes de L. helveticus R0052 et de B. longum R0175) ou un véhicule dans leur eau de boisson en présence d'une diète élevée ou faible en oméga-3. À 3 jours post-IM, l’activité enzymatique de la caspase-3 et le nombre de cellules dUTP nick-end labelling (TUNEL) positives sont diminués dans les régions CA1 et le corps godronné de l’hippocampe ainsi que dans l’amygdale en présence de la diète élevée en oméga-3. La prise de probiotiques atténue également l’activité de la caspase-3 et le nombre de cellules TUNEL positives dans le corps godronné et l’amygdale médiane. À 2 semaines post-IM, le comportement dépressif évalué par 3 tests comportementaux (test d’interaction sociale, test de nage forcée et test d’évitement passif) a été observé chez le groupe recevant la diète faible en oméga-3 sans probiotiques et le comportement dépressif a été atténué avec la diète élevée en oméga-3 et/ou la prise de probiotiques. Les probiotiques ont augmenté les niveaux plasmatiques d’interleukine-4 (IL- 4) tandis que la diète élevée en oméga-3 a montré une diminution de la protéine chimiotactique monocytaire 1 (MCP-1). Ces résultats indiquent qu’une diète élevée en oméga-3 ou la prise de probiotiques, débutant à la suite de l’IM, s’avèrent bénéfiques pour atténuer la dépression et l’apoptose dans le système limbique. / Proinflammatory cytokines play a central role in depressive-like behavior and apoptosis in the limbic system after myocardial infarction (MI). Polyunsaturated fatty acids (PUFA) omega-3 diet or the combination of Lactobacillus helveticus R0052 and Bifidobacterium longum R0175 probiotics, when given before ischemic period, reduce circulating proinflammatory cytokines as well as apoptosis in the limbic system. This study was designed to determine if the same nutritional interventions maintain their beneficial effects when started after the onset of the reperfusion period and attenuate depressive-like behavior. MI was induced by the occlusion of the left anterior descending coronary artery for 40 minutes in rats. After the onset of reperfusion, animals were fed with a high or low PUFA omega-3 diet, combined or not with 1 billion live bacteria of L. helveticus R0052 and B. longum R0175. At 3 days post-MI, caspase-3 enzymatic activities and terminal dUTP nickend labelling (TUNEL)-positive cells were decreased in the CA1, dentate gyrus and amygdala with the high PUFA omega-3 diet as compared to the other diet. Probiotics attenuated caspase-3 activity and TUNEL-positive cells in the dentate gyrus and the medial amygdala. At 2 weeks post-MI, depressive-like behaviour, evaluated by 3 behavioural tests (social interaction, passive avoidance and forced swim test), was observed in the low PUFA omega-3 diet without probiotics and this behavior was attenuated with the high PUFA omega-3 diet or/and probiotics. Probiotics increased interleukin-4 plasmatic concentrations while high PUFA omega-3 diet decreased monocyte chemotactic protein 1 (MCP-1). These results indicate that a high PUFA omega-3 diet or the administration of probiotics, starting iii after the onset of reperfusion, are beneficial to attenuate post-MI depression and apoptosis in the limbic system.

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Ce travail a pour objectif d'étudier les effets d’une supplémentation en acides gras polyinsaturés (AGPI) n-3 à longues chaines sur la production d’embryons chez les vaches laitières. Le régime enrichi en AGPI n-3 a eu tendance à augmenter le nombre moyen des complexes ovocyte-cumulus récupérés par vache par session d’OPU par rapport au groupe témoin AGPI n-6. Une tendance à augmenter le nombre moyen par vache par session d’OPU de blastocystes et de blastocystes expansés avec une augmentation significative de blastocystes de qualité 1 et 2 ont été notés dans le groupe n-3. De même, les taux de blastocystes, de blastocystes expansés et de blastocystes de qualité 1 et 2 ont été significativement augmentés dans le groupe n-3. Nous avons aussi montré que l’addition d’acide docosahexaénoïque (DHA, C22:6 n-3) à une faible concentration (1μM) pendant la maturation in vitro des ovocytes bovins augmente significativement le taux de clivage et le taux et la qualité de blastocyste. La stimulation de FFAR4 (free fatty acid receptor 4), au cours de la MIV, par un agoniste spécifique (TUG 891), a entrainé des effets bénéfiques similaires à ceux du DHA (1μM) sur la compétence ovocytaire. Cela suggère que l’effet bénéfique du DHA pourrait passer, au moins partiellement, par l’activation du FFAR4. / We aimed to investigate whether dietary n-3 PUFA, in Prim‘Holstein dairy cattle in lactation, could influence reproductive performance in terms of embryo production. We showed that n-3 PUFA-enriched diet had a tendency to increase the average number of oocyte-cumulus complexes recovered per cow per OPU session. A tendency to increase the average numbers per cow per OPU session of blastocysts and expanded blastocysts with significantly increase of blastocysts of quality 1 and 2 were noted in the n-3 group compared to the n-6 group. Similarly, the rate of blastocysts, expanded blastocysts and blastocysts of quality 1 and 2 were significantly increased in the n-3 group compared to the n-6 group. We also showed that the addition of docosahexaenoic acid (DHA, C22:6 n-3) at low concentration (1μM) during IVM of bovine oocytes increased cleavage rate, blastocyst rate and embryo quality. DHA and free fatty acid receptor 4 (FFAR4) agonist TUG- 891 (1 or 5 μM) supplied during IVM similarly improved in vitro embryo development, suggesting that FFAR4 may, at least partially, mediate DHA beneficial effects on OCC, through activation of signaling pathways.

Les dernières données de consommation alimentaire de la population française démontrent que les apports nutritionnels en acide eicosapentaénoïque (EPA) et en acide docosahexaénoïque (DHA) sont nettement inférieurs aux recommandations fixées par l’Agence nationale de sécurité sanitaire, de l’alimentation, de l’environnement et du travail (ANSES). Compte tenu de leurs rôles physiologiques, l’amélioration de leur biodisponibilité est devenue une priorité nutritionnelle. La maitrise des formes de vectorisation des acides gras polyinsaturés à longue chaine de la série n-3 (AGPI-LC n-3) représente une piste d’intérêt afin de répondre à cette problématique. C’est dans ce contexte que s’inscrit ce travail de thèse, visant à étudier l’influence de la forme moléculaire (phospholipides (PL) vs triglycérides (TG)) et/ou supramoléculaire (phase continue, émulsion, liposomes) de vectorisation des AGPI-LC n-3 sur leur devenir métabolique.La démarche expérimentale adoptée a consisté, dans un premier temps, à caractériser les différentes formes de vectorisation des AGPI-LC n-3 par un couplage de méthodes d’analyse physico-chimiques (microscopie optique, granulométrie, mesure des produits primaires et secondaires d’oxydation, lipolyse enzymatique). Les données obtenues ont permis de poser des hypothèses mécanistiques pour l’étude de la biodisponibilité chez le rat. Ainsi, dans un deuxième temps, l’étude in vivo a permis d’aborder (1) l’absorption intestinale des acides gras (AG) suite à un apport en bolus de lipides et (2) l’accrétion tissulaire suite à un régime de 8 semaines.Les résultats indiquent que la forme moléculaire de vectorisation des AGPI-LC n-3 (TG marins vs PL marins, en phase continue) n’influence pas leur absorption intestinale mais plutôt leur incorporation dans les lipides lymphatiques, principaux transporteurs des AG alimentaires dans l’organisme. A l’inverse, la structuration des PL marins en milieu aqueux (émulsion ou liposomes), permet d’améliorer l’absorption de l’EPA et du DHA, de façon spécifique à la nature de la structuration supramoléculaire. Les résultats de l’accrétion tissulaire montrent qu’au terme des 8 semaines de régime, l’enrichissement tissulaire en AGPI-LC n-3 s’effectue de façon différente selon leur forme moléculaire de vectorisation. Ainsi, la consommation de TG marins favorise l’incorporation des AGPI-LC n-3 dans les lipides hépatiques, alors que la supplémentation des régimes en PL marins permet d’orienter le DHA vers le cerveau et la rétine.L’ensemble de ces résultats montre que le choix de la forme moléculaire de vectorisation des AGPI-LC n-3 (PL vs TG) peut être un moyen d'orienter leur incorporation tissulaire, alors que leur structuration supramoléculaire (émulsion ou liposomes), une stratégie pour moduler leur absorption intestinale. / The latest data from the cross-sectional national French dietary study show that dietary intakes of eicosapentaenoic acid (EPA) and docosahexaenoic acid (DHA) are significantly lower than those recommended by the French Agency for Food, Environmental and Occupational Health & Safety (ANSES). Considering their physiological roles, improving their dietary intake has became a nutritional priority. The control of the different forms of n-3 long chain polyunsaturated fatty (n-3 LC-PUFA) intake represents an interesting way to address this issue. In this context, this thesis aims at studying the influence of the molecular form (phospholipids (PL) vs triglycerides (TG)) and/or supramolecular form (continuous phase, emulsion, liposomes) of n-3 LC-PUFA towards their bioavailability.The experimental approach consisted in characterizing the different forms of n-3 LC-PUFAs by coupling various physicochemical methods (optical microscopy, granulometry, measurement of primary and secondary oxidation products, enzymatic lipolysis). The data obtained made it possible to propose some mechanistic hypothesis for the bioavailability studies conducted in rat. Thus, in a second step, the in vivo study made addresses (1) the intestinal absorption of fatty acids following a single dose of lipids and (2) the lipid tissue accretion following an 8-week diet.The data obtained from the intestinal absorption study indicate that the molecular form of n-3 LC-PUFA targeting (marine TG vs marine PL, in continuous phase) does not influence their intestinal absorption but rather their incorporation into lymphatic lipids, which are the main carriers for dietary fatty acids in the organism. Conversely, structuring marine PL (emulsion or liposomes) improves the EPA and DHA absorption, but differently according to the supramolecular form. The results concerning tissue accretion show that, after 8-week diet, the tissue enrichment in n-3 LC-PUFA is different according to the molecular form of targeting. The consumption of marine TG favours the incorporation of n-3 LC-PUFA into hepatic lipids, while the supplementation of diets with marine PL targets DHA preferentially to brain and retina.All these results show that the molecular form of targeting (PL vs TG) of n-3 LC-PUFA can be a way for managing their tissue incorporation, whereas the supramolecular organization (emulsion or liposomes) can be envisaged to monitor their intestinal absorption.

En condition d'obésité, le tissu adipeux est le théâtre d'infiltration et d'accumulation de cellules immunitaires dont les lymphocytes Th17, impliqués dans de nombreuses maladies inflammatoires chroniques et auto-immunes. Les mécanismes d'activation et de prolifération des Th17 au sein du tissu adipeux ne sont pas connus. Nous avons suggéré un rôle des cellules souches adipocytaires (CSA) dans l'induction de l'inflammation médiée par les Th17. Nos résultats montrent, pour la première fois, et grâce à un modèle de co-culture combinant les CSA du tissu adipeux obèse avec des cellules mononucléées du sang circulant, que seules les CSA issues de sujets obèses, et non pas de sujets minces, sont capables d'induire l'activation des Th17 et des monocytes, qui en retour activent la sécrétion d'IL-6 par les CSA. L'environnement inflammatoire, induit par cette interaction, est à l'origine de l'inhibition de l'adipogenèse et de la réduction de la sensibilité à l'insuline des adipocytes. De plus, tout comme les CSA, les adipocytes issus de sujets obèses induisent le même phénotype inflammatoire. Enfin, une étude en cours nous a permis de montrer que les acides gras polyinsaturés de type -3, inhibent spécifiquement l'activation des Th17 mais n'ont aucun impact sur les monocytes inflammatoires, dans notre modèle, possiblement lié à une inhibition de l'expression d'ICAM-1. En conclusion, une triade inflammatoire constituée de CSA ou d'adipocytes issus de sujets obèses combinés avec des monocytes et des Th17, forme un cercle vicieux où l'inflammation est maintenue et amplifiée / In obesity, adipose tissue is massively infiltrated by a panel of inflammatory immune cells such as IL-17-secreting Th17 lymphocytes. The mechanisms by which Th17 cells are induced are less understood. We postulated that adipose stem cells (ASC), which are known to play immunomodulatory functions in contact with immune cells, might be involved in Th17 activation. By using an in-vitro co-culture model, we demonstrated for the first time, that ASC issued from obese , but not lean AT were able to activate IL-17 secretion from Th17 cells, and IL-1 secretion from monocytes. In turn, such an interaction led to increased secretion of IL-6 from ASC. The inflammatory environment generated from this interaction was then able to inhibit adipogenesis and adipocyte insulin-sensitivity. We also showed that adipocytes harvested from obese adipose tissue were able to promote Th17 cell and monocyte activation. Finally, we demonstrated that polyunsaturated fatty acids omega-3 presented anti-inflammatory properties towards Th17 cells, while they had no effect on monocytes in our co-culture model (manuscript in preparation), which was related to decrease of ICAM-1 expression. In conclusion, we highlight herein a crosstalk between ASC, monocytes and Th17 cells in obese adipose tissue, which leads to a vicious circle of pro-inflammatory cytokine secretion