Lors de l’obésité un état inflammatoire chronique de bas grade se développe dans le tissu adipeux et contribue à son dysfonctionnement participant ainsi au développement de l’insulino-résistance. Cette inflammation est due à une infiltration et une activation de différentes cellules immunitaires dans le tissu adipeux, dont des macrophages. Les acides gras saturés et le LPS participent à l’activation des cellules immunitaires conduisant ainsi à la production de cytokines inflammatoires, tous ces facteurs étant impliqués dans le dysfonctionnement du tissu adipeux et dans l’insulino-résistance. La kinase inflammatoire Tpl2 activée par le LPS et les cytokines, a récemment été identifiée comme une nouvelle kinase dont l’expression est augmentée dans le tissu d’obèses. Son rôle dans l’inflammation de ce tissu et dans la résistance à l’insuline est donc un axe de recherche majeur dans la recherche de nouvelles cibles thérapeutiques pour le traitement de l’obésité et des complications métaboliques qui lui sont associées. Nos résultats impliquent Tpl2 dans les effets délétères des macrophages activés par les acides gras ou le LPS sur la biologie des adipocytes. De même, l’inhibition pharmacologique de Tpl2 ou l’utilisation d’ARN interfèrent altère le potentiel chimiotactique du sécrétome d’adipocytes vis-à-vis des macrophages. Nos résultats indiquent que la kinase Tpl2 est activée par l’hypoxie dans les adipocytes et les macrophages, et que son inhibition entraîne une réduction de l’expression et de la production de facteurs inflammatoires. Ces études permettent de proposer Tpl2 comme cible thérapeutique potentielle dans le traitement de l’obésité et du diabète. / During obesity a chronic low grade inflammation is developed in adipose tissue and contributes to its malfunction and participating in the development of insulin resistance. This inflammation is due to the infiltration and activation of various immune cells in adipose tissue, such as macrophages. Saturated fatty acids and LPS are involved in immune cell activation and leading to the production of inflammatory cytokines, all of which are involved in the malfunction of adipose tissue and insulin resistance. The inflammatory TPL2 kinase activated by LPS and cytokines, has recently been identified as a novel kinase, whose expression is increased in obese tissue. Its role in the inflammation of this tissue and in the insulin resistance is a major area of research in the search for new therapeutic targets for the treatment of obesity and metabolic complications associated. Our results suggested that TPL2 is involved in the deleterious effects of macrophages activated by fatty acids or LPS on the biology of adipocytes. Similarly, the pharmacological inhibition of TPL2 or use of interfering RNA impairs chemotactic potential secretome of adipocytes versus the macrophages. Our results indicate that the TPL2 kinase is activated by hypoxia in adipocytes and macrophages, and its inhibition leads to a reduction of the expression and production of inflammatory factors. These studies suggested thatTPL2 is a potential therapeutic target in the treatment of obesity and diabetes.

Le tissu adipeux, outre son rôle de réserve énergétique, joue un rôle essentiel dans le contrôle de l'homéostasie du métabolisme ainsi que dans la physiopathologie de différentes affections, telles que diabète de type 2, dyslipidémies ou athérosclérose. Ce rôle est en partie assuré par des substances sécrétées par le tissu adipeux dans le plasma et regroupées sous le terme d'adipokines. Il s'agit notamment du tumor necrosis factor (TNF)-α, de la leptine, résistine ou encore de l'adiponectine (ApN). L'ApN se distingue des autres adipokines car, contrairement à l'augmentation des concentrations plasmatiques de leptine, de résistine ou de TNF-α observée dans l'obésité, ses taux sont corrélés de façon négative à l'indice de masse corporelle et de façon positive à la sensibilité à l'insuline. L'ApN joue donc un rôle très important dans la modulation du métabolisme lipidique et glucidique et/ou dans la régulation de l'insulinosensibilité. Afin d'étudier les répercussions in vivo d'une expression précoce et chronique d'ApN spécifiquement dans le tissu adipeux, nous avons créé des souris transgéniques où l'ADNc de l'ApN (forme complète) a été placé sous contrôle d'un promoteur adipocytaire. Selon le nombre de copies du transgène intégré dans le génome, nous obtenons des phénotypes forts différents, voire opposés. Dans notre étude réalisée chez des souris ayant intégré un nombre modeste de copies du transgène (6 copies), nous observons une diminution de l'expression (ARNm) et du contenu protéique en ApN du tissu adipeux. Ce rétrocontrôle négatif de la production d'ApN est associé à un phénotype d'intolérance au glucose et d'insulinorésistance, à une adiposité accrue probablement suite à la faible expression des molécules impliquées dans la dissipation d'énergie et à l'accroissement de la lipogenèse. Nous assistons également à une faible expression d'AdipoR2, l'isoforme du récepteur responsable de l'action de l'ApN sous sa forme complète. A l'inverse, les souris ayant intégré un grand nombre (100) de copies du transgène présentent une augmentation de l'expression et du contenu en ApN dans différents sites du tissu adipeux blanc (le phénomène de rétrocontrôle de l'ApN endogène étant masqué par une surexpression plus prononcée de l'ApN exogène). Cette surexpression d'ApN est associée à une amélioration attendue de l'homéostasie glucidique et du profil lipidique. De plus, ces souris présentent une nette réduction de leur adiposité secondaire à une augmentation de la dépense énergétique et, fait original, à une diminution de la différenciation adipocytaire. Le remaniement du tissu adipeux résulte en de petits adipocytes, caractérisés par une diminution d'expression des enzymes lipogéniques et de marqueurs adipocytaires, ainsi que par une augmentation d'expression de protéines découplantes et d'un marqueur préadipocytaire (Pref-1). Chez ces souris, l'expression d'AdipoR2 est accrue, peut-être suite à une réduction locale de TNFα. / Adipose tissue regulates fuel homeostasis and is implicated in the pathophysiology of several components of the metabolic syndrome, such as diabetes of type 2, dyslipidemia or atherosclerosis. The secretion of regulatory peptides, often referred to as adipocytokines, mediates in part these adipose functions. The best-known adipokines include tumor necrosis factor α (TNFα), leptin, resistin and adiponectin (ApN). Unlike the other adipokines, which are elevated in obesity, plasma ApN levels are negatively correlated to body mass index and positively to insulin sensitivity. Thus, ApN plays a fundamental role in regulating lipid and glucose metabolism, and insulin action. To study in vivo the chronic effects of ApN specifically on adipose tissue, we generated transgenic mouse lines allowing persistent and moderate expression of native full-length ApN targeted to white adipose tissue. We have obtained two different phenotypes according to the number of transgene copies integrated into the genome In our mouse lines with a modest copy number (6), we observed a decrease of expression (ARNm) and protein content of ApN in adipose tissue. This negative feedback on ApN production was associated with a phenotype of the glucose intolerance and insulin resistance, and with an increased adiposity due to low expression of molecules involved in energy expenditure, and to increased lipogenesis. We also observed a weak expression of AdipoR2, the receptor isoform responsible for the action of full-length ApN. On the contrary, mice with a high copy number (100), clearly overexpressed ApN in various sites of white fat (the downregulation of endogenous ApN being masked by the marked overexpression of exogenous ApN). This overexpression of ApN was associated with an expected improvement of glucose homeostasis and lipid profile. Furthermore, these mice showed reduced adiposity, due to increased energy expenditure and decreased adipocyte differentiation. Adipose tissue remodelling resulted in smaller (younger) adipocytes, characterized by a decrease of lipogenic enzymes and of adipocyte markers, as well as by an increased expression of uncoupling proteins and a preadipocyte marker (Pref-1). In this group of mice, the expression of AdipoR2 was enhanced possibly because of a local reduction of TNFα.

Reproduction de : Thèse d'exercice : Médecine : Nancy 1 : 2002. / Thèse : 2002NAN11170. Titre provenant de l'écran-titre.

Thèse (Ph. D.)--Université Laval, 2007. / Bibliogr.: f. 226-259. Publié aussi en version électronique dans la Collection Mémoires et thèses électroniques.

Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2003. / Bibliogr.: f. 91-105. Publié aussi en version électronique.

Thèse (Ph. D.) -- Université Laval, 1998. / Dans le titre le chiffre 3 est souscrit. Bibliogr.: f. 201-237. Publié aussi en version électronique.

Thèse (Ph. D.) -- Université Laval, 1998. / Les chapitres 5 à 12, rédigés par l'auteur et collab., en anglais, avec résumés français, ont été soumis ou publiés dans différents titres de périodiques. Bibliogr. Publié aussi en version électronique.

Les cellules souches du tissu adipeux (ASC pour Adipose-derived Stem Cells) constituentaujourd’hui une source de cellules souches particulièrement prometteuses dans le domaine dela thérapie cellulaire. Considérée comme une alternative sérieuse aux cellules souches de lamoëlle osseuse, cette source de cellules souches multipotentes fait depuis quelques annéesl’objet de nombreuses recherches et essais cliniques dans le domaine des thérapiesrégénératrices. La compréhension des mécanismes moléculaires et l’identification derégulateurs associés à la différenciation des cellules souches permettent de mieux comprendrel’implication de ces cellules dans l’homéostasie et la réparation tissulaire. Ceci représente unenjeu considérable dans le développement de stratégies thérapeutiques pour de nombreusesmaladies humaines.De précédentes études ont démontré que les récepteurs aux nucléotides P2Y jouent un rôleprécoce dans le devenir adipogénique et ostéogénique des cellules souches mésenchymateuseshumaines de la moëlle osseuse et du follicule dentaire. L’implication des récepteurs P2Y a étépeu étudiée dans les processus de différenciation des ASC. Ceci nous a amené à investiguer lerôle potentiel des récepteurs P2Y4 et P2Y2 dans la voie de différenciation adipocytaire et dansla voie de différenciation endothéliale.Dans un premier temps, nous avons étudié l’impact de la perte du récepteur P2Y4 dans leprocessus de différenciation adipogénique des celles souches du tissu adipeux cardiaque(cASC) et dans la formation du tissu adipeux cardiaque (TAC). Nous avons montré une forteexpression du récepteur P2Y4 tout au long du processus de différenciation des cASC enadipocytes matures. Ces premiers résultats ont été corrélé à une précédente observation faitepar notre laboratoire démontrant l’augmentation de la masse de ce tissu graisseux entourant lecoeur chez les souris déficientes pour le récepteur P2Y4. Nous avons ensuite identifié un effetnégatif de l’UTP, ligand des récepteurs P2Y4 et P2Y2, sur la différenciation et la maturationadipogénique des cASC. Par ailleurs, l’utilisation d’agonistes spécifiques aux deux récepteursa permis de démontrer que cet effet négatif de l’UTP observé sur la différenciation adipocytaireétait lié à l’activation du récepteur P2Y4. Ces effets ont rapidement été corrélés à une diminutiond’expression de facteurs adipogéniques (PPARy, SCD1 et THRSP) identifiant ainsi le P2Y4comme un régulateur négatif du processus adipogénique.Cette première étude a également permis d’évaluer la fonction cardioprotectrice du TAC enl’absence du récepteur P2Y4. Des études in vivo réalisées sur un modèle murin d’infarctus dumyocarde (LAD) a permis d’expliquer l’effet cardioprotecteur précédemment observé enl’absence du récepteur P2Y4. Il semblerait que la cardioprotection observée dans les sourisdéficientes pour le récepteur P2Y4 serait dépendant de la surexpression d’une adipokinecardioprotectrice, l’adiponectine. La réalisation du modèle LAD sur des souris double knockoutpour le récepteur P2Y4 et l’adiponectine a en effet permis de démontrer la corrélation entrela cardioprotection et l’augmentation d’adiponectine dans les souris déficientes pour lerécepteur P2Y4. Enfin, la mise en évidence d’adipocytes de type beige dans le TAC de sourisP2Y4 knockout est venue étayer la dimension cardioprotectrice du TAC.Dans la seconde partie de ce travail, nous nous sommes intéressés au rôle du récepteur P2Y2,dans la différenciation des cASC en cellules endothéliales et leurs propriétés angiogéniquesdans un modèle in vivo de revascularisation post-ischémique.Des expériences d’angiogenèse in vitro réalisées au moyen de cASC prédifférenciées encellules endothéliales ont démontré la formation de réseaux plus développés après unestimulation à l’UTP (100μM) au cours de la différenciation des cASC. L’effet positif de l’UTPdans la formation des réseaux vasculaires, conservé dans les cASC issues de souris déficientespour le P2Y4, était cependant inhibé en l’absence du récepteur P2Y2. Ces résultats, associés àl’expression forte du récepteur P2Y2 observée dans les cultures de cASC (comparée à celle duP2Y4), sont venus confirmer le rôle de ce récepteur dans le processus de différenciationendothéliale des cASC et dans la formation de tubes vasculaires. Des expériences de RNAsequencing nous ont permis d’identifier des protéines cibles de l’UTP dans les cASC possédantdes propriétés pro-angiogéniques.Enfin, la dernière partie de ce travail fut la mise en place d’un modèle in vivo conséquentpermettant d’étudier l’effet de l’UTP sur le potentiel de revascularisation post-ischémique descASC différenciées. L’injection post-infarctus des cASC préstimulées à l’UTP a démontré uneffet positif sur la densité capillaire dans la périphérie de la zone ischémique. Enfin, cet effetpro-angiogénique d’un prétraitement des cASC à l’UTP pendant leur différenciation était perduen cas d’injection de cASC issues de souris déficientes pour le récepteur P2Y2.Cette seconde étude a donc permis de mettre en évidence le rôle régulateur de l’UTP, parl’activation du récepteur P2Y2, dans le potentiel pro-angiogénique des ASC après leur injectiondans un modèle d’infarctus. L’identification de régulateurs, permettant d’améliorer l’efficacitéthérapeutique des ASC en agissant notamment sur leurs effets pro-angiogéniques paracrines etdonc leur capacité de revascularisation, représente un enjeu majeur dans l’optimisation desthérapies cardiaques.L’ensemble de nos travaux suggère que les récepteurs aux nucléotides présentent un potentielrégulateur majeur dans des processus physiologiques tels que la différenciation adipocytaire etendothéliale des ASC. Ces récepteurs pourraient ainsi constituer des cibles thérapeutiquesintéressantes dans la régulation de la fonction cardioprotectrice du TAC et dans le potentiel proangiogéniquedes ASC dans un processus de revascularisation post-ischémique. / Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques (Médecine) / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Thèse ou mémoire avec insertion d'articles. / L'obésité viscérale, c'est-à-dire l'accumulation de tissu adipeux dans des régions anatomiques tels que le mésentère et le grand omentum, augmente de façon significative la prévalence de maladies non-infectieuses. La contribution importante de l'obésité viscérale, et donc de la distribution des graisses par rapport à l'adiposité générale dans la prédiction du risque cardiométabolique, pourrait être associée à des altérations pouvant survenir au niveau de la fonction du tissu adipeux. En effet, la dysfonction du tissu adipeux qui comprend une faible différentiation et l'hypertrophie adipocytaire, de même que la résistance à l'insuline et une inflammation de faible intensité, détériore la capacité à garder efficacement dans les tissus adipeux les lipides sanguins provenant de l'excès énergétique. Comme il le sera approfondi dans cette thèse, les hormones stéroïdiennes sont non seulement impliquées dans la distribution des graisses chez l'humain mais pourraient aussi participer dans la survenue de certaines altérations de la fonction adipeuse. Si historiquement, les hormones stéroïdiennes plasmatiques ont été un sujet d'intérêt, l'intracrinologie du tissu adipeux et le renouvellement des hormones stéroïdiennes a été mis en évidence récemment. Malheureusement, le nombre d'études associant la dysfonction adipeuse et l'intracrinologie du même tissu sont peu nombreuses. Les études originales de cette thèse ont été réalisées dans le but de mieux comprendre la physiopathologie de la dysfonction adipeuse ou de l'obésité viscérale chez l'être humain, et de décrire certaines des caractéristiques de l'équilibre hormonal qui y sont associées. L'objectif principal de cette thèse est d'associer certaines dynamiques hormonales aux processus biologiques de l'adipocyte, ainsi que la dysfonction du tissu adipeux blanc ainsi que l'obésité viscérale, en plaçant une emphase particulière sur la dynamique des androgènes. Nous avons réalisé une méta-analyse portant sur l'activité de l'axe hypothalamo-hypophysaire surrénalien et l'adiposité. Les résultats suggèrent qu'uniquement la concentration de cortisol mesurée dans les cheveux, mais pas la réponse du cortisol salivaire au réveil était positivement associée à l'obésité générale et abdominale. Le manque d'associations entre l'adiposité et la réponse du cortisol au réveil a été aussi confirmée dans une cohorte de 31 femmes candidates pour la chirurgie bariatrique. Dans cette étude, nous avons aussi évalué les concentrations des hormones stéroïdiennes plasmatiques et adipeuses et nous n'avons trouvé aucune corrélation entre les deux. Les résultats suggèrent que les femmes avec un indice d'adiposité viscérale augmenté présentaient aussi un diamètre adipocytaire augmenté et une concentration plus faible d'androgènes dans le tissu adipeux viscéral. De plus, les mesures d'activité de AKR1C2 et de l'aromatase étaient augmentées. Nous avons étudié AKR1C2 de plus près et nous avons trouvé que cette enzyme est fortement exprimée dans le tissu adipeux et plus particulièrement dans les cellules progénitrices adipeuses desitnées à devenir des adipocytes. Également, son expression dans le tissu adipeux sous-cutané était positivement associée avec la présence de graisse abdominale chez les femmes, même après ajustement pour l'indice de masse corporelle. Dans le même manuscrit, nous avons examiné des polymorphismes qui pourraient augmenter l'expression de AKR1C2 dans le tissu adipeux et nous avons identifié rs28571848. Dans une étude subséquente, nous avons caractérisé la fonctionnalité de rs28571848 chez des candidats de chirurgie bariatrique. Nos résultats suggèrent que, plutôt que d'augmenter l'expression de AKR1C2, rs28571848 augmente l'expression et l'activité de AKR1C3. Les individus ayant les allèles sauvages avaient un profil lipidique plasmatique favorable en comparaison aux individus avec les allèles mutés. Enfin, les résultats suggèrent que l'association entre le profil lipidique et l'augmentation de AKR1C3 dans le tissu adipeux est partiellement médiée par l'hypertrophie adipocytaire. En conclusion, les résultats de cette thèse suggèrent que le métabolisme local des hormones stéroïdiennes dans le tissu adipeux joue un rôle dans la distribution des graisses et la dysfonction adipeuse chez des individus atteints d'obésité sévère. Nos efforts soulignent l'importance du métabolisme hormonal périphérique et suggèrent que l'intracrinologie locale pourrait être plus importante que les niveaux hormonaux systémiques dans la détermination de la fonction du tissu adipeux. / Visceral obesity, being the specific accumulation of adipose tissue on anatomical structures such as the mesentery and greater omentum, significantly increases the prevalence of non-communicable diseases. The substantial contribution of visceral adiposity, and thus of body fat distribution, goes above and beyond general adiposity in predicting cardiometabolic risk, and might be associated with alterations in adipose tissue function. Indeed, adipose tissue dysfunction, which includes poor preadipocyte differentiation, adipocyte hypertrophy, insulin resistance and local, low-grade inflammation as its main features, significantly impairs the efficient storage of energy excesses in adipose tissue. As further presented in this thesis, steroid hormones are not only involved in body fat distribution in humans, but they may also participate in some features of adipose tissue dysfunction. Although plasma steroid hormones have historically been the focus of research, in the last years, adipose tissue intracrinology and the local turnover of steroid hormones have been highlighted. Unfortunately, the number of studies associating adipose tissue dysfunction to adipose tissue intracrinology are scarce. Thus, the studies included in this thesis were designed to better understand the pathophysiology of adipose tissue dysfunction or visceral obesity in humans and describe some of the associated intracrine features. The main objective was to associate hormonal dynamics to the biological processes of the adipocyte, white adipose tissue dysfunction and visceral obesity with a particular focus on androgen dynamics. First, we conducted a meta-analysis looking at the hypothalamic-pituitary-adrenal axis activity and adiposity. Results suggest that only hair cortisol concentrations, not the cortisol awakening response, was positively associated with general and abdominal adiposity. The lack of association between adiposity and the cortisol awakening response was also confirmed in a cohort of 31 women candidates for bariatric surgery. Here we additionally measured plasma and adipose tissue steroid hormone concentrations and found no significant correlation between the two. In addition, results suggest that women with increased visceral adiposity index were characterized by higher mean adipocyte diameter as well as lower androgens concentrations in visceral adipose tissue. On the other hand, measures of AKR1C2 and aromatase activities were increased. We further studied AKR1C2 and found that this enzyme is highly expressed in adipose tissue and in particular adipocyte-committed progenitor cells. In addition, its expression in subcutaneous adipose tissue was positively associated with abdominal fat distribution in women, even after adjustment for body mass index. In the same paper, we investigated possible single-nucleotide polymorphisms that may increase AKR1C2 expression in adipose tissue and identified rs28571848 as a strong candidate. In a subsequent study, we further functionally characterized rs28571848 in bariatric candidates. Our results suggest that more than increasing AKR1C2 expression, rs28571848 increases AKR1C3 expression and activity in adipose tissue. In addition, individuals carrying the wildtype alleles have a more favorable plasma lipid profile than individuals carrying the mutated alleles. Finally, results suggested that the association between an altered lipid profile and increased AKR1C3 in adipose tissue, was partially mediated by adipocyte hypertrophy. Overall, the results included in this thesis suggest that local adipose tissue steroid hormone turnover plays a role in body fat distribution and adipose tissue dysfunction in individuals with severe obesity. Our efforts highlight the importance of peripheral turnover and suggest that local intracrinology may be more important than systemic hormone levels in dictating adipose tissue function.

L’obésité abdominale est un facteur de risque des maladies cardiovasculaires et englobe le tissu adipeux viscéral (TAV) et le tissu adipeux sous-cutané (TASC). Une augmentation de TAV est associée à une diminution de la variabilité de la fréquence cardiaque, représentant l’équilibre du système nerveux autonome, ainsi qu’à une augmentation des risques d’évènements cardiovasculaires. Par contre, l’impact d’une augmentation du TASC sur la variabilité de la fréquence cardiaque n’est pas documenté. La rosiglitazone, un antidiabétique oral, entraine une augmentation du poids corporel préférentiellement au niveau du TASC et de la rétention hydrosodée. Suite au traitement à la rosiglitazone pendant 12 mois, nous avons observé une augmentation du TASC. Cette augmentation de TASC n’influençait pas la variabilité de la fréquence cardiaque chez des patients diabétiques de type 2 avec pontage aorto-coronarien. Ces observations renforcent le fait que la prise de TASC n’est pas délétère pour la variabilité de la fréquence cardiaque contrairement au TAV. / Abdominal obesity is a risk factor for cardiovascular disease, which includes visceral adipose tissue (VAT) and subcutaneous adipose tissue (SAT). An increase in VAT is associated with decreased heart rate variability, representing the balance of the cardiac autonomic nervous system, as well as an increased risk of cardiovascular events. Also, the effect of an increase in SAT on heart rate variability is not documented. Rosiglitazone, an oral antidiabetic, induce an increase in body weight preferentially by increasing body water and SAT. Following treatment with rosiglitazone for 12 months, we observed an increase in SAT. This increase in SAT did not influence heart rate variability in patients with type 2 diabetes after coronary artery bypass surgery. These data suggest that an increase in SAT has no impact on heart rate variability in contrast to VAT.