Le tissu adipeux blanc (TA) joue un rôle central dans la physiopathologie de l'obésité et la résistance à l'insuline. Durant ma thèse, j’ai étudié la réponse cellulaire et moléculaire du TA au stress métabolique induit chez la souris par l'administration d'un isomère de l'acide linoléique (CLA). Nous avons utilisé l’isomère trans10,cis12 de l'acide linoléique (t10,c12-CLA) pour promouvoir un syndrome lipoatrophique chez la souris C57BL/6J. La dynamique de cette réponse a été explorée dans le TA, l'intestin et au niveau systémique, sur deux périodes consécutives de 7 jours d’administration de t10,c12-CLA puis d’interruption du traitement. Nos résultats montrent que t10,c12-CLA induit une dérégulation des gènes métaboliques et un dépôt de matrice extracellulaire (ECM) dans le TA. Le profil immunologique est perturbé, avec l'accumulation de macrophages M2 anti-inflammatoires. Ces altérations métaboliques, immunitaires et structurelles sont inversées, mais pas toujours normalisées, après 7 jours de récupération. La réversibilité des modifications observées dans le TA indique que cette réponse est plus adaptative que pathologique. Cependant, les altérations induites par t10, c12-CLA dans le TA sont temporellement liées à l'hyperinsulinémie, ce qui renforce l’idée que l'intégrité du TA est cruciale pour l'homéostasie glucidique. Bien qu’aucune réponse immunitaire n’ait été observée dans l'intestin, l’expression des gènes codant pour des protéines de jonctions serrées (claudine et occludine) est diminuée. Une partie des effets de t10,c12-CLA pourrait être relayée par l’augmentation de la perméabilité intestinale. Cette étude montre que, en réponse à un stress nutritionnel de courte durée, le TA regagne rapidement son homéostasie. Lorsque la contrainte est plus chronique, comme dans l'obésité, la plupart des interventions ne parviennent pas à inverser l'état dysfonctionnel du TA. Le grand défi dans les années à venir reste de trouver des stratégies thérapeutiques à long terme dans les maladies métaboliques. / White adipose tissue (WAT) plays a central role in the physiopathology of obesity and insulin resistance. During my PhD, I studied the cellular and molecular response of WAT to metabolic stress induced in mice by the administration of an isomer of linoleic acid (CLA). We used trans10,cis12 isomer of linoleic acid (t10,c12-CLA) as a tool to promote a lipoatrophic syndrome in C57BL/6J lean female mice. The short-term dynamics of this response was explored in WAT, gut and at systemic level, over two consecutive 7-day periods of t10,c12-CLA administration and withdrawal. Our results show that t10,C12-CLA-induced alterations in WAT included metabolic gene deregulation and extracellular matrix deposition. The immunological profile of WAT was markedly disturbed, with anti-inflammatory M2-polarized macrophage accumulation. Metabolic, immune and structural alteration were fully revered, but not always normalized after 7 days without treatment. The reversibility of WAT alterations indicates a more adaptive than pathological response to t10,C12-CLA. However, t10,c12-CLA-induced WAT deregulation is temporally linked to hyperinsulinemia supporting the primacy of WAT integrity for glucose homeostasis. No immune alteration was observed in response to t10,C12-CLA in the gut, where genes encoding tight junction proteins (claudin and occludin) were down regulated. Thus, part of the effects of t10,c12-CLA could be mediated by increased intestinal permeability. This study shows that in response to an acute nutritional stressor, WAT and glucose homeostasis could be rapidly regained. When the stress is more chronic, as in obesity, most of the interventions fail to reverse WAT dysfunctional state, underlining the big challenge in the years ahead of finding long-term therapeutic strategies in metabolic diseases.

Rôle des récepteurs aux cannabinoïdes 1 (CB1R) du tissu adipeux sur la lipolyse et conséquences sur le métabolisme glucido-lipidique de la souris.L’obésité s’accompagne d’une dérégulation de la lipolyse responsable d’une libération excessive d’Acides Gras Libres (AGL) qui sont des acteurs majeurs dans la mise en place de la résistance périphérique à l’insuline. En parallèle, il est maintenant bien établi qu’au cours de l’obésité, une altération de l’activité du Système EndoCannabinoïde (SEC) dans plusieurs tissus métaboliques est observée. S’il est bien décrit que l’hyperactivation de ce système au sein du Tissu Adipeux (TA) favorise son expansion, les conséquences sur la lipolyse adipocytaire restent à déterminer.Ces travaux de thèse ont pour objectif principal de préciser le rôle du SEC dans la régulation de la lipolyse. Pour cela, l’AEA, un agoniste des récepteurs aux cannabinoïdes 1 (CB1R) et le JZL195, un inhibiteur des enzymes de dégradation des endocannabinoïdes, ont été utilisés in vivo chez la souris et in vitro sur un modèle d’explants pour augmenter le tonus endocannabinoïde dans le TA et en mesurer les conséquences sur l’activité lipolytique. Ensuite, les effets du blocage du SEC sur la lipolyse ont été étudiés chez la souris obèse par l’utilisation d’un antagoniste spécifique des CB1R, le Rimonabant.Ces travaux montrent que l’activation du SEC adipocytaire dans des conditions d’insulinémie élevée (période postprandiale) conduit à une altération du signal insulinique et à une perte de son effet antilipolytique favorisant le relargage d’AGL et pouvant, à terme, conduire à des effets délétères sur les tissus périphériques. A l’inverse, lorsque les voies de signalisation à l’insuline sont peu actives comme c’est le cas au cours du jeûne, la stimulation du SEC s’accompagne d’une activation de la voie PI3K/Akt freinant la lipolyse induite par le jeûne et favorisant ainsi le stockage des lipides et l’expansion du TA. Cette situation expérimentale est comparable à celle rencontrée au cours de l’obésité qui est associée à la fois, à une faible activité de la voie PI3K/Akt (résistance à l’insuline) et à une hyperactivation du SEC. Le blocage des CB1R par le Rimonabant chez la souris obèse, conduit à une stimulation importante de la lipolyse qui semble dépendre d’une activation de l’adénylate cyclase. Etant donné qu’un traitement par le Rimonabant s’accompagne également d’une augmentation du catabolisme des acides gras, il est raisonnable de penser que dans ces conditions, les AGL libérés n’exercent pas leurs effets délétères.En conclusion, ces travaux suggèrent que l’activation du SEC participe à l’installation d’une résistance à l’insuline dans le TA qui pourrait, à plus long terme, s’étendre aux tissus périphériques via les effets lipotoxiques des AGL issus de la lipolyse. Au cours de l’obésité, l’association d’une insulinorésistance et d’un tonus endocannabinoïde élevé favoriserait le stockage des lipides et l’expansion de la masse grasse. Au final, le blocage ciblé des CB1R du TA pourrait constituer une piste thérapeutique intéressante pour lutter contre les dérégulations métaboliques associées à l’obésité.Mots clés : Obésité, Insulinorésistance, Système Endocannabinoïde, Tissu Adipeux, Lipolyse, Métabolisme glucido-lipidique / Role of adipose tissue cannabinoid receptor 1 (CB1R) on lipolysis and consequences on lipid and carbohydrate metabolism in miceObesity is accompanied with lipolysis deregulation responsible for excessive Free Fatty Acid (FFA) release, which are key actors in the implementation of peripheral insulin resistance. In parallel, it is now well established that obesity is associated with EndoCannabinoid System (ECS) activity dysfunction in several metabolic tissues. If it is well described that overactivation of this system in the Adipose Tissue (AT) is favourable to its expansion, the consequences on lipolysis remain to be elucidated.The main objective of this thesis work was to precise the role of ECS on lipolysis regulation. To achieve this, AEA, a cannabinoid receptor 1 (CB1R) agonist and JZL195, an inhibitor of the enzymes responsible for the degradation of endocannabinoids, were used, in vivo in mice and in vitro on an explant model, to increase the endocannabinoid tone in the AT and analyse the consequences on lipolytic activity. Then, ECS blockade effect on lipolysis was studied in obese mice by using a specific CB1R antagonist, Rimonabant.This work demonstrates that activation of ECS under high insulinemia condition (postprandial state) alters insulin signalling limiting its antilipolytic effect and increasing FFA release which can ultimately be deleterious for peripheral tissues. Conversely, when insulin signalling pathways are weakly activated, as it is the case during fasting, ECS activation comes with PI3K/Akt activation impeding fasting induced lipolysis and promoting lipid storage and AT expansion. This experimental situation resembles that encountered in obesity which is associated, both with low activity of PI3K/Akt pathway (insulin resistance) and ECS overactivation. CB1R blockade by Rimonabant in obese mice lead to a strong stimulation of lipolysis which seems to be dependent on adenylate cyclase activation. Considering that Rimonabant treatment was also reported to be associated with improved fatty acid catabolism, it can be advanced that FFA released in excess in these conditions, do not have deleterious effects.In conclusion, this work suggests that ECS activation is involved in the onset of AT insulin resistance which ultimately could indirectly affect peripheral tissues via lipolysis derived FFA lipotoxicity. During obesity, the association of insulin resistance and ECS tone elevation would promote lipid storage and AT expansion. Finally, AT CB1R specific blockade could constitute an interesting therapeutic target limiting metabolic deregulations linked to obesity.Key words: Obesity, Insulin Resistance, Endocannabinoid System, Adipose Tissue, Lipolysis, Lipid and carbohydrate metabolism

Contexte: Il n’y a pas de consensus concernant la meilleure activité physique pour réduire le risque cardio-vasculaire (RCV) résultant de l'accumulation du tissu adipeux viscéral dans le syndrome métabolique (SMet). Objectif: analyser les effets de l'activité physique sur le tissu adipeux viscéral et sur le RCV chez des patients SMet. Méthodes: 100 adultes, 50-70 ans, ont été randomisés en trois groupes d’activité physique: mixte (endurance et résistance) résistance modérée + endurance modérée (re), Résistance intense + endurance modérée (Re), résistance modérée + Endurance intense (rE). Une cure de trois semaines (J0 à J20), en institution, a précédé un suivi à domicile d’une année (M12). Nous avons suivi le tissu adipeux viscéral et la composition corporelle par DXA, les paramètres du SMet, les performances en force et en endurance, et le RCV en utilisant le score de Framingham et l’épaisseur intima-média carotidienne. L’observance a été évaluée entre D20 et M12. Résultats: 78 participants (78%) ont terminé l'étude. À J20, la perte de graisse viscérale était la plus élevée pour Re (-18%, p<.0001) et plus élevée pour rE que re (-12% vs 7%, p<.0001). De même, à partir de M3, la graisse viscérale a plus pour Re et rE (p<.05) pour atteindre à M12 une perte de graisse viscérale de -21,5% (Re) et -21,1% (rE) > -13,0% (re) (p<.001). Le RCV, le SMet et les performances physiques ont été améliorées dans tous les groupes. Les principales améliorations ont été obtenues durant la cure et ont ensuite évolué en fonction de l’observance. Particulièrement entre M6 et M12, les non-observants dégradent leurs améliorations alors que les observants restent stables. La perte de tissu adipeux viscéral est corrélée aux améliorations des paramètres du SM. Conclusions: Les 3 modalités d'activité physique induisent une perte de graisse viscérale et améliorent le RCV et le SMet, mais une haute intensité en résistance entraîne une amélioration plus rapide. Une cure avec un encadrement quotidien est indispensable pour aider les patients à atteindre leurs objectifs. L’observance semble être le principal défi dans le succès du traitement du SM. / Background: Opinions differ over the type of physical activity that best limits the cardiovascular risk (CVR) resulting from visceral fat accumulation in the metabolic syndrome (MetS). Aim: To analyze the effects of physical activity on visceral fat and cardiovascular risk (CVR) in patients suffering from MetS. Methods: 100 adults, aged 50-70y, were randomized to three training groups: moderate endurance and resistance (re), dominant resistance (Re), or dominant endurance (rE). A 1-year at-home follow-up (M12) began with a 3-week residential program (Day 0 to Day 20). We measured the change in central fat and body composition by DXA, MetS parameters, fitness and CVR using the Framingham score and carotid-intima-media-thickness. Compliance was assessed between D20 and M12. Results: 78 participants (78%) completed the study. At D20, central fat loss was highest in Re (-18%, p<.0001) and higher in rE than re (-12% vs. -7%, p<.0001). Likewise, from M3, visceral fat decreased more in Re and rE than in re (p<.05) to reach at M12 a central fat loss of -21.5% (Re) and -21.1% (rE) > -13.0% (re) (p<.001). CVR, MetS parameters and fitness improved in all groups. The main improvements were obtained during the residential program and evolved thereafter depending on compliance. Non-compliers had higher values in most outcomes between M6 and M12 whereas compliers maintained improvement. Central fat loss correlated with changes in MetS parameters. Conclusions: The 3 modalities of physical activity induced central fat loss and improvements in CVR and MetS, but high-intensity-resistance resulted in a faster improvement. A residential program with daily coaching is essential to help patients achieve their aims. Compliance appears to be the main challenge in successful Mets treatment.

Les adipocytes (cellules spécialisées dans le stockage des graisses) sont formés à partir de cellules immatures appelées cellules progénitrices lors du processus d'adipogenèse. Chez l'homme, les différentes étapes de ce processus sont mal connues ainsi que les signaux qui le régulent. La première partie de mon travail de thèse a eu pour but de caractériser la cellule intermédiaire entre la cellule progénitrice et l'adipocyte : le préadipocyte. La deuxième partie a consisté à évaluer le rôle des protéines morphogénétiques de l'os (ou BMP), des inducteurs de l'adipogenèse décrits chez la souris, dans l'adipogenèse humaine. Nous avons montré que les BMP2, 4 et 7 sont produites dans le tissu gras humain et BMP7 est modulée par l'obésité. Les BMP2 et 4 induisent l'adipogenèse des cellules progénitrices humaines mais seule la BMP7 permet la production d'adipocytes particuliers " beiges " décrits pour consommer les lipides et produire de la chaleur. Ces travaux affinent nos connaissances sur les mécanismes impliqués dans l'expansion du tissu gras et permettront d'élaborer des stratégies pour lutter contre le développement des pathologies liées à l'obésité. / Adipocytes (cells specialized in fat storage) arise from immature cells, called progenitor cells, during the process of adipogenesis. In human, the different stages of adipogenesis are not well defined as well as the signals involved in adipogenic modulation. The first part of my thesis work aimed to characterize the intermediate cell state between progenitor cell and mature adipocyte: the preadipocyte. The second part aimed to evaluate the role of bone morphogenetic proteins (BMPs) in human adipogenesis. In mice, BMP2 and BMP4 induce classical adipogenesis whereas BMP7 leads to the production of "brite" adipocytes with the capacity to use lipids to produce heat. We have shown that BMP2, 4 and 7 are produced in human fat depots and BMP7 is modulated by obesity. BMP2 and 4 induce classical adipogenesis and BMP7 only induces brite adipogenesis from human progenitor cells. These works improve our knowledge about the mechanisms involved in the expansion of fat depot and may allow the identification of new strategies to fight against the development of obesity-associated pathologies.

Le tissue adipeux (TA) est un organe complexe specialisé dans le stockage et la libération d'énergie sous forme de lipides. Cet organe adipeux est essentiel pour le maintien de l'homéostasie énergétique. Les adipocytes sont les cellules prototypiques du TA. Elles se forment durant la différenciation de précurseurs, un processus appelé adipogenèse. L'adipogenèse est intimement associée à la synthèse des acides gras et de triglycérides lors de la lipogenèse. Néanmoins, divers facteurs peuvent perturber l'adipogénèse et la lipogenèse, contribuant au dysfonctionnement du TA et au développement des maladies métaboliques. Le but de cette thèse a été d'étudier la lipogenèse dans le contexte du stress du réticulum endoplasmiques (SRE), de la restriction calorique et du vieillissement. Dans le projet A, nous avons montré que l'exposition d'adipocytes à un SRE aigu inhibe l'expression des gènes liés à la lipogenèse et empêche l'incorporation du glucose dans les lipides. En plus, l'exposition des préadipocytes à un SRE chronique, détériore à la fois la lipogenèse et l'adipogenèse. Par contre, pour les adipocytes, un SRE chronique mais modéré n'a pas d'effet évident sur la lipogenèse. Ces effets du SRE pourraient contribuer à la détérioration de la fonction de TA vue dans l'obésité. La capacité du TA à stocker des lipides diminue avec l'âge, probablement à cause de l'accumulation de cellules sénescentes ou un SRE plus élevé. Dans le projet B, nous avons étudié la capacité lipogénique du TA humain en relation à la sénescence et aux marqueurs du SRE au sein d'une cohorte de femmes obèses jeunes ou âgées. Tandis que l'expression des principaux marqueurs de la sénescence était augmentée dans le TA des femmes âgées, l'expression génique des enzymes de lipogenèse et des chaperonnes était diminuée dans le TA des personnes âgées. Ces résultats étaient partiellement retrouvés dans les adipocytes différenciés in vitro des mêmes individus ce qui suggère une moins bonne capacité à faire face au SRE lors du vieillissement. Le régime à très basses calories (VLCD) est souvent prescrit en première intention pour une rapide perte de poids. L'amélioration de la sensibilité à l'insuline se voit dès 2 jours de VLCD. Néanmoins, on ne sait quasiment rien des modifications métaboliques du TA survenant durant les premiers jours. Dans le projet C, nous avons donc comparé les réponses métaboliques et inflammatoires du TA sous-cutané précocément (2 jours) et plus tardivement (28 jours) lors d'un VLCD. A 2 jours de régime, l'expression des gènes lipolytiques était augmentée, alors que l'expression des gènes lipogéniques était diminuées. Les marqueurs d'inflammation n'étaient pas changés dans le TA. Néanmoins, les changements d'expression dans le TA lors de la phase précoce du régime ne pouvait pas expliquer l'effet de ce régime court à l'amélioration de la sensibilité à l'insuline. Dans la phase tardive, l'expression des gènes impliqués dans la lipogenèse et la ß-oxydation était largement réduite, tandis que l'expression des marqueurs inflammatoires était augmentée. Nous avons donc montré que les réponses métaboliques et inflammatoires du TA sous-cutané à 2 jours et 28 jours de VLCD sont différentes. Dans le projet D, nous avons comparé et défini les effets de la restriction calorique modérée sur la physiologie des préadipocytes et des adipocytes différenciés in vitro chez des jeunes obèses ou des personnes âgées obèses. De façon surprenante, on n'a observé aucun effet de l'intervention sur le métabolisme des préadipocytes dans les deux groupes. Par contre, un effet bénéfique de l'intervention sur le métabolisme adipocytaire n'a été observé que chez les personnes âgées. Nos données montrent donc qu'une restriction calorique modérée peut avoir un effet positif sur le métabolisme adipocytaire des séniors. Pour conclure, cette thèse montre que la lipogenèse dans le TA humain peut être inhibée par le SRE, la restriction calorique sévère et le vieillissement. / Adipose tissue (AT) is a complex organ specialised in safe storage and release of energy as lipids. The adipose organ is therefore essential for the maintenance of energy homeostasis. The prototypical cells of AT are adipocytes, emerging from the precursors in a process called adipogenesis. Adipogenesis itself is tightly connected with lipogenesis, i.e. with the synthesis of fatty acids and triglycerides. Various stimuli can disturb adipocyte differentiation and lipogenesis and thus contribute to AT dysfunction and development of associated metabolic diseases. This thesis was focused on the investigation of lipogenesis in the context of endoplasmic reticulum stress (ERS), calorie restriction and aging. In Project A, we showed that exposition of adipocytes to high acute ERS inhibits expression of lipogenic genes and glucose incorporation into lipids. Moreover, chronic exposure of preadipocytes to ERS impaired both, lipogenesis and adipogenesis. On the other hand, chronic low ERS had no apparent effect on lipogenesis in adipocytes. These effects of ERS could therefore contribute to the worsening of AT function seen in obesity. The capacity of AT to store lipids decreases in aging, possibly due to the accumulation of senescence cells or higher ERS. In Project B, we investigated lipogenic capacity of human AT in relation to senescence and markers of ERS. AT and adipose cells from young and elderly women were investigated. While mRNA expression of major senescent markers was increased in AT from the elderly compared to young individuals, mRNA expression of lipogenic enzymes and chaperones was decreased in AT from elderly individuals. These results were also partly observed in vitro in differentiated adipocytes from AT of the same individuals suggesting the reduced capability to cope with ERS in aging. Very-low calorie diet (VLCD) is first line lifestyle intervention to achieve rapid weight loss. The improvement of whole body insulin sensitivity can be seen as soon as after 2 days of VLCD. However, little is known about AT metabolic changes in those early days. Thus, in Project C, we compared metabolic and inflammation-related characteristics of subcutaneous AT in the early (2 days) and later (28 days) phase of a VLCD. In the early phase of VLCD, the expression of lipolytic genes was increased, whereas the expression of lipogenic genes was suppressed. The inflammatory markers remained unchanged in AT. The changes in AT gene expression in the early phase of VLCD could not explain the effect of short calorie restriction on the improvement of insulin sensitivity. At the later phase, expression of genes involved in lipogenesis and ß-oxidation was markedly suppressed, whereas the expression of inflammatory markers was increased. Thus, we found that the early and later phases of VLCD differ with respect to metabolic and inflammatory responses in subcutaneous AT. In Project D, we compared and defined the effects of moderate calorie restriction on preadipocytes and in vitro differentiated adipocytes in two groups of obese men: juniors and seniors. We did not observe any effect of the intervention on metabolism of preadipocytes in either group. However, we observed an intervention-driven improvement in adipocyte metabolism selectively in the group of seniors. Therefore, our data suggest that moderate calorie restriction could initiate positive changes in metabolism of adipocytes in seniors. In conclusion, this thesis brought several pieces of evidence that lipogenesis in human AT can be inhibited by ER stress, severe caloric restriction and aging.

L'obésité est un état inflammatoire chronique dit de " bas grade ", associé à l'augmentation de facteurs pro-inflammatoires dans la circulation et le tissu adipeux. Chez les sujets obèses, nous montrons qu'une série de facteurs inflammatoires sériques évoluent selon une régulation bi-phasique au cours de la perte de poids induite par chirurgie bariatrique, avec une diminution drastique à 3 mois suivie d'un rebond et d'une stabilisation à 1 an. Le statut nutritionnel des patients est un déterminant majeur de ce profile inattendu. Chez ces sujets, nous mettons en évidence un enrichissement en monocytes circulants " non classiques " CD14dimCD16+, dont l'abondance diminue après perte de poids. La relevance clinique de ces observations reste à explorer. Le tissu adipeux est un site d'accumulation de cellules immunitaires dans l'obésité, mais les voies de communication entre ces cellules sont mal connues. Nous montrons que les macrophages du tissu adipeux sécrètent de l'IL-1β en réponse à l'activation de l'inflammasome NLRP3. Ce processus est augmenté chez les patients obèses diabétiques (T2D) et atténué après perte de poids. Par ailleurs, nous montrons que le tissu adipeux des patients T2D est enrichi en une population de lymphocytes produisant à la fois de l'IL-17+ et de l'IFN-β+. Dans un système de co-culture, l'IL-1β produite par les macrophages du tissu adipeux stimulent la production d'IL17 par les lymphocytes, et réciproquement. Ces résultats suggèrent que IL-1β et IL-17 sont deux cytokines clés à la base d'un dialogue paracrine et pro-inflammatoire entre macrophages et lymphocytes du tissu adipeux, spécifiquement augmenté chez les patients obèses diabétiques.

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

L'obésité est caractérisée par un état inflammatoire chronique dit " à bas bruit ", se traduisant par l'augmentation des taux plasmatiques de facteurs inflammatoires qui contribuent au développement des complications métaboliques telles que le diabète de type 2 et la résistance à l'insuline.L'inflammation chronique est initiée par l'accumulation séquentielle et finement régulée de cellules immunes dans le tissu adipeux blanc, contribuant à créer un microenvironnement inflammatoire qui altère la physiologie et l'homéostasie du tissu. Une meilleure compréhension : 1) des mécanismes contrôlant les altérations de la composition en cellules immunes du tissu adipeux blanc et 2) du rôle de ces cellules dans la fonction des principaux tissus métaboliques, pourrait, à terme, permettre de proposer de nouvelles voies thérapeutiques d'immuno-intervention dans le traitement des complications métaboliques associées à l'obésité. Durant mon parcours de thèse, j'ai étudié les conséquences métaboliques et immunologiques du traitement de souris obèses par un agent immuno-modulateur : la rapamycine, ainsi que par des probiotiques ayant des propriétés anti-inflammatoires.Partie 1 : Etude des effets de la rapamycine sur la réponse inflammatoire et l'homéostasie énergétique chez la souris obèse.Cette étude représente la partie principale de mon travail de thèse. L'objectif de mon projet de thèse était de définir les conséquences de l'administration prolongée de rapamycine (ou Sirolimus) sur l'inflammation du tissu adipeux blanc et le métabolisme glucidique de souris obèses. La rapamycine est un inhibiteur spécifique de la voie du mechanistic target of rapamycin (mTOR) possédant des propriétés immunosuppressives et antiprolifératives et qui est fréquemment utilisé chez les patients transplantés afin d'éviter le rejet du greffon. Cependant, la rapamycine a été décrite comme possédant un potentiel diabétogène et pro-inflammatoire : en effet, certains patients traités développent un diabète post-transplantation et sont plus susceptibles de présenter des pathologies inflammatoires et ceci, malgré une perte de poids. Les objectifs de notre étude étaient de : 1) Déterminer les conséquences métaboliques (bénéfiques ou délétères) de l'administration de rapamycine et 2) Définir le profil inflammatoire des souris obèses traitées, notamment dans le tissu adipeux blanc.Partie 2 : Etude des effets des probiotiques sur le développement de l'obésité et la résistance à l'insuline chez la souris obèse.Les effets des probiotiques sur le développement de l'obésité et ses complications métaboliques et immunologiques associées sont contradictoires et restent donc à clarifier. Certaines études ont montré des effets obésogènes de certains probiotiques tandis que d'autres travaux décrivent des effets bénéfiques sur l'homéostasie énergétique. Les objectifs de notre étude étaient de : 1) Déterminer les conséquences métaboliques et immunologiques de l'ingestion prolongée de certaines souches (ou combinaison de souches) de probiotiques dans un modèle de souris obèses et 2) Définir les mécanismes cellulaires et moléculaires sous-tendant les effets de probiotiques sur le développement de l'obésité et de l'inflammation associée.

Le développement du tissu adipeux blanc est finement régulé par des facteurs pro- et anti- adipogéniques. Au cours de l'obésité, son expansion conduit à de nombreuses complications métaboliques. A ce jour, peu de données sont disponibles sur les facteurs qui contrôlent négativement son développement. Dans ce contexte, le laboratoire a dirigé ses recherches sur le rôle de l'aldose réductase murine Akr1b7 dans ce tissu. Akr1b7 est exprimée dans la fraction stromale vasculaire du tissu adipeux blanc et possède un effet anti-adipogénique sur les préadipocytes en culture. La réalisation et l'analyse de souris invalidées pour le gène Akr1b7 nous a permis de démontrer que la perte de Akr1b7 entraîne une expansion de la masse adipeuse par une hypertrophie et une hyperplasie des adipocytes associées à une insulino-résistance. Les souris Akr1b7-/- ne sont pas hyperphagiques mais présentent un métabolisme basal réduit. Akr1b7 qui possède une activité prostaglandine synthase, régule le développement excessif du tissu adipeux par deux mécanismes dépendant de la PGF2α à savoir, l'inhibition de l'adipogenèse et de la lipogenèse. D'autre part, nous avons développé un modèle de souris transgéniques sur-exprimant l'aldose réductase humaine AKR1B1 dans le tissu adipeux. Contre toute attente et à l'inverse de Akr1b7, ce modèle montre un effet pro-adipogénique deAKR1B1. Ces données in vivo révèlent des activités inédites et opposées entre différentes isoformes d'aldose réductase et ouvrent de nouvelles pistes pour appréhender les mécanismes contrôlant l'homéostasie adipeuse et ses dérèglements.

L'obésité est depuis quelques années reconnue comme un des fléaux du XXIe siècle en affectant environ 10% de la population adulte mondiale. Le passage de l'obésité au stade de pandémie est le résultat de multiples facteurs dont une mauvaise hygiène alimentaire et une sédentarité croissante. La découverte récente de l'existence d'un état inflammatoire chronique au cours de l'obésité pouvant intervenir dans la physiopathologie de la maladie et de ses nombreuses complications fait aujourd'hui l'objet d'intenses investigations. Or, le tissu adipeux (TA) qui, parallèlement à son activité métabolique, possède également une activité sécrétoire intense, est un acteur majeur de ce syndrome inflammatoire. L'autotaxine (ATX), l'adiponectine et la résistine sont les médiateurs de l'inflammation sécrétés par le TA. Si le rôle de ces facteurs dans la régulation du métabolisme est bien établi, leurs effets sur d'autres organes ne sont pas toujours connus. Il est notamment intéressant d'étudier leurs effets dans le système nerveux central (SNC), les récepteurs de certains y étant présent. Dans ce contexte, nous avons dans un premier temps étudié l'effet de l'ATX sur le stress oxydant généré par le H2O2 (peroxyde d'hydrogène) et sur l'inflammation induit par le lipopolysaccharide (LPS) ou le trimethylétain (TMT) dans les cellules microgliales murines, cellules immunitaires résidentes du SNC. Nos résultats montrent pour la première fois, l'effet anti-oxydant et anti-inflammatoire de l'ATX sur les cellules microgliales. Chez la souris, le TMT affecte la région hippocampique du SNC et nous avons montré qu'il induit la production d'ATX après 5 jours d'une injection i.p. de TMT. Ce qui suggère un rôle important de l'ATX dans la régulation de l'homéostasie des microglies et du SNC ainsi que dans la neuroinflammation. L'effet du TMT sur l'inflammation produite par le TA a également été étudié et les résultats montrent que le TMT induit une réponse inflammatoire dans deux types cellulaires du TA : adipocytes et macrophages ainsi que dans le TA de souris obèse ob/ob. Ensuite, nous avons sous-cloné les ADNc de l'adiponectine et de la résistine dans des vecteurs d'expression eucaryote afin d'étudier leurs effets sur les cellules microgliales dans des conditions normales ou inflammatoires. Cette étude devrait permettre une meilleure compréhension de l'influence du TA sur le SNC et donc la relation entre l'obésité les maladies neurodégénérative afin de proposer de nouvelles approches thérapeutiques.