Cette thèse de mathématiques appliquées en physiologie rénale a pour thème principal l'étude de l'homéostasie du calcium à travers le développement d'un modèle mathématique à l'échelle de l'organisme. Nous cherchons à répondre à certaines questions soulevées par les néphrologues dans le cas de pathologies impliquant la formation de calculs rénaux ou de calcifications. Nous examinons notamment les cas de l'hypercalciurie observée durant l'hyperparathyroïdie primaire dont les causes ne sont pas élucidées ainsi que les mécanismes de complexation du calcium et phosphate et notamment les conséquences d'une infusion intraveineuse de phosphate sur l'homéostasie du calcium. Notre modèle est composé d'équations différentielles décrivant la dynamique du calcium dans les compartiments impliqué dans son métabolisme (intestin, os, reins) ainsi que les mécanismes de régulation par l'hormone parathyroïdienne (PTH), la vitamine D3 et le récepteur sensible au calcium (CaSR). Ce modèle est par ailleurs couplé à un modèle de l'homéostasie du phosphate. Les résultats de ce modèle suggèrent que la présence ou non d'une hypercalciurie lors de l'hyperparathyroïdie primaire peut être expliquée par des mécanismes antagonistes dans la branche ascendante large de Henle, avec d'un côté le CaSR inhibant la réabsorption de calcium et de l'autre la PTH diminuant l'excrétion de calcium. Nous concluons que l'infusion intraveineuse de phosphate induit une hypocalcémie majeure, due principalement à la précipitation du calcium et du phosphate dans le plasma et dans l'os. En outre, cette étude suggère un retard dans l'activation de la synthèse de PTH par le phosphate. / This thesis of applied mathematics in renal physiology focuses on the study of calcium homeostasis, through the development of a mathematical model at the organism scale. This model is built based upon recent experimental studies as well as previous models in the field. We aim to answer several questions raised by nephrologists regarding diseases involving calcium stone formation or calcifications. In particular, we are interested in the origins of the hypercalciuria observed during primary hyperparathyroidism, the causes of which remain to be elucidated, the effects of bone resorption inhibition by bisphosphonates on calcium metabolism, as well as the consequences of an intravenous infusion of phosphate on calcium homeostasis. Our model is composed of differential equations describing the dynamics of calcium in the compartments involved in its metabolism (intestine, bone and kidneys), as well as complex feedback mechanisms by parathyroid hormone (PTH), vitamin D3 and the calcium sensing receptor (CaSR). Besides, this model is coupled to a phosphate homeostasis model. This model suggests that the variable presence of hypercalciuria during primary hyperparathyroidism can be explained by counteracting mechanisms in the thick ascending limb of Henle, involving on one hand the calcium sensing receptor, which inhibits calcium reabsorption, and on the other hand PTH which decreases calcium excretion. We conclude that the intravenous infusion of phosphate triggers a major hypocalcemia, mainly due to the precipitation of calcium and phosphate in both bone and plasma. Moreover, this study suggests a delay in the activation of PTH synthesis by phosphate

Durant les dernières décennies, la vitamine D a été décrite comme un micronutriment d'intérêt, bénéfique pour la santé humaine, mais les mécanismes régissant son absorption intestinale ont été peu investigués. Il a longtemps été admis que son absorption était régie par un phénomène de diffusion passive. Nous avons tout d'abord montré qu'elle n'était pas uniquement passive mais impliquait des transporteurs membranaires du cholestérol tels que SR-BI, CD36 et NPC1-L1 et que des molécules pharmaceutiques utilisées pour inhiber l'absorption du cholestérol (Ezétimibe - Ezetrol®) pouvaient également diminuer celle de la vitamine D. Dans un second temps, nous avons montré que des composés présents au sein de notre alimentation comme les phytostérols pouvaient limiter l'absorption de la vitamine D. Au contraire, certains acides gras libres comme l'acide oléique pouvaient augmenter sa biodisponibilité. Ces données suggèrent que les autres composés lipidiques que nous consommons quotidiennement peuvent améliorer ou a contrario limiter l'absorption de la vitamine D. Pour finir, nous nous sommes intéressés aux mécanismes moléculaires en temps réel entre divers vecteurs lipidiques et les boucles extracellulaires de SR-BI et CD36 grâce à la technique de la résonnance plasmonique de surface. Nous avons montré que la nature et la composition des vecteurs lipidiques modulaient les interactions micelles-protéines. Ces travaux de thèse dégagent des perspectives prometteuses quant à l'avancement des connaissances et des mécanismes moléculaires régissant l'absorption intestinale de la vitamine D, et souligne le fait que nos choix alimentaires pourraient optimiser notre statut en vitamine D. / Overs the last past decades, vitamin D has been described as a micronutrient of interest, beneficial to human health, but the mechanisms governing its intestinal absorption have been poorly investigated. Indeed, it has long been assumed that vitamin D was absorbed by a passive process. We first showed that vitamin D absorption was not only passive but involved membrane transporters including such as SR-BI, CD36 and NPC1-L1 and that pharmaceutical compounds used to inhibit cholesterol absorption (ei: Ezetimibe - Ezetrol ®) could also reduce vitamin D absorption. Then, we have shown that dietary molecules such as phytosterols could limit its absorption, while some free fatty acids such as oleic acid could increase its bioavailability. These data suggest that other dietary lipids daily consumed with vitamin D could improve or conversely limit its absorption. Finally, we investigated real-time interactions between various lipid ligands and scavenger receptors such as SR-BI and CD36 using the technique of surface plasmon resonance. This highlighted the fact that mixed-micelle lipid composition could modulate their interactions with these proteins.This thesis bring promising prospects in the advancement of knowledge and molecular mechanisms regulating vitamin D intestinal absorption, and enlightens the fact that our food choices could lead to an optimization of our vitamin D status.

La carence en vitamine A est un problème de santé publique dans de nombreux pays et elle touche particulièrement les groupes vulnérables. Un régime alimentaire varié permet de lutter durablement contre cette carence. Les fruits et légumes ont un rôle important dans ce contexte. Certains caroténoïdes provitaminiques peuvent participer à la couverture des besoins en vitamine A. Leur faible absorption intestinale et conversion en vitamine A est un facteur limitant. Cette thèse avait pour objectif, tout d’abord, d’identifier les déterminants de la bioaccessibilité des caroténoïdes (β-carotène et lutéine) et de l’α-tocophérol dans 8 légumes feuilles frais consommés en Asie du Sud Est. Le profil nutritionnel de ces aliments, ainsi, que leurs capacités à libérer les micronutriments d’intérêt pendant des digestions in vitro ont été évalués. Des corrélations statistiques ont été recherchées entre les différentes variables pour identifier quels facteurs favorisent ou limitent la bioaccessibilité des composés. Dans un deuxième temps, deux études poussées ont été menées sur les feuilles de moringa et brèdes chouchou afin d’évaluer l’influence des traitements culinaires et procédés de conservation sur la bioaccessibilité des micronutriments lipophiles. Une approche microscopique a été mise en œuvre pour suivre le changement de structure des feuilles à l’échelle cellulaire. Enfin, une méthode de purification et quantification des pectines et tanins ayant diffusés dans les milieux digestifs a été développée afin de voir si ces polymères étaient impliqués dans la modulation de la bioaccessibilité des caroténoïdes et tocophérols selon les variétés. Les légumes feuilles sont composés de trois tissus distincts (épiderme, mésophylle et tissu vasculaire). Les teneurs en pectines des légumes feuilles ont été le seul déterminant identifié dans la faible micellisation des caroténoïdes. L’analyse de la teneur en pectines des milieux digestifs n’a pas permis de confirmer cette hypothèse. Les tanins condensés, quant à eux, auraient un effet protecteur probablement liés à leurs propriétés antioxydantes. Parmi les opérations culinaires, la cuisson à la vapeur est celle qui augmente le plus la bioaccessibilité des caroténoïdes et de l’α-tocophérol des feuilles en déstructurant légèrement les tissus et en induisant peu de reactions de dégradations. En revanche, la friture détruit l’épiderme, ouvre les cellules palissadiques et dégrade les vitamines par réaction à hautes températures. Le séchage doux (60°C) couplé au broyage permet d’obtenir des poudres dont les composés sont libérés plus aisément pendant la digestion ; les cellules sont alors en partie ouvertes par le traitement. En conclusion, les légumes feuilles frais et transformés ont un profil nutritionnel intéressant et les procédés (séchage/broyage, cuisson à la vapeur, stérilisation) améliorent la capacité des aliments à relarguer les micronutriments pendant la digestion. L’ouverture des cellules est un élément important dans la bioaccessibilité des composés mais la composition des légumes elle même influence le devenir digestif (stabilité, micellisation). La stabilisation par abaissement de la teneur en eau et broyage, permet de disposer sur l’année de légumes sous forme de poudre « fonctionnalisée ». Le Moringa a un profil nutritionnel comparable aux autres légumes feuilles à l’exception des composés phénoliques qu’il contient. Diversifier les modes de consommation de légumes sous forme fraiche ou transformée pourrait améliorer le statut nutritionnel des populations. / The vitamin A deficiency is a major public health problem in numerous countries and affects specifically vulnerable groups. A diversified diet allows decreasing the vitamin A deficiency in a sustainable way. Fruits and vegetables have an important role to play in this context. Some of provitamin A carotenoids can fulfil human vitamin A requirements. Their poor intestinal absorption and bioconversion into vitamin A is a limiting factor. This thesis aim at, firstly, identify the key determinants of carotenoid (β-carotene and lutein) and α-tocopherol bioaccessibility in 8 fresh leafy vegetables consumed in South East Asia. Their nutritional profile and capacity to liberate micronutrient throughout in vitro digestion were assessed. Statistical correlations were determined among the variables to identify which factor promotes or impairs the micronutrient bioaccessibility. In a second step, two studies were leaded on chayote and moringa leaves to evaluate the influence of culinary treatments and preservation methods on the compound bioaccessibility. A microscopical approach was used to assess the structural changes of the food at the cellular scale. Finally, a quantification method of pectins and tannins in the digestive medium was developed to highlight their role in the carotenoid micellarisation. Leafy vegetables are constituted of tree distinct tissues (epidermis, mesophylle and vascular bundles). The pectin contents in leafy vegetable were the only key factor statically involved in the carotenoid micellarisation. The analysis of the pectin contents of the digestive medium of leafy vegetable did not confirm this hypothesis. The condensed tannins had rather a protective role probably related to their antioxidant properties. Among the culinary treatments, steaming increased greatly the carotenoid and α-tocopherol bioaccessibility with concomitant tissue disorganization and low degradation reactions. On the contrary, frying destroys the epidermis layer, opens some palissadic cells with a high level of destruction of vitamins with the high temperature used. Drying at moderate temperature (60°C) plus grinding produce powders with high release of compounds during in vitro digestion. In conclusion, fresh and processed vegetables have an interesting nutritional profile and processing (drying/grinding, steaming, sterilization) improves the digestive release of micronutrients. Cell opening is an important factor as well as the biochemical composition of the leaves which determine the digestive behaviour (stability, micellarisation). Stabilisation of leaves by drying and grinding allow delivering functionalised powder during the year. Moringa has a nutritional profile comparable to others leafy vegetables except for its phenolic contents. The consumption of diversified products based on leafy vegetables in fresh or processed state should improve the nutritional status of populations.

L'une des caractéristiques les plus frappantes des animaux multicellulaires, aussi appelés les métazoaires, est leur étonnante diversité morphologique. Des études de type phylogénétique ont permis de mettre en relation cette abondance et cette variété observées au sein des formes de vie animale avec des différences au niveau de processus moléculaires, cellulaires, tissulaires et organiques. Parmi ces différences, celle affectant les programmes de développement apparaît comme un aspect clé de la diversité des métazoaires. Les programmes de développement reposent entre autres sur la mise en œuvre de communications entre cellules, ou entre milieu environnant et cellules, et ces communications sont assurées au niveau moléculaire par le déploiement de cascades d'activités protéiques nommées les voies de signalisation. Une des voies de signalisation essentielles au cours du développement de nombreux métazoaires est la voie de l'acide rétinoïque (AR). Le fonctionnement et les rôles de cette voie pendant le développement animal ont fait l'objet de nombreuses recherches, ces travaux ayant aboutis à des découvertes majeures. Néanmoins des analyses supplémentaires restent requises afin de mieux comprendre l'histoire évolutive de cette voie, du métabolisme de l'AR à la transmission de son signal, en passant par l'identification de ses gènes cibles, ses interactions avec d'autres voies de signalisation, et ses fonctions au cours du développement, le tout au sein du règne animal. Dans ce contexte, étudier cette voie chez un métazoaire tel que le céphalochordate amphioxus, qui possède une voie de signalisation de l'AR équivalente à celle des vertébrés, mais avec une redondance moléculaire moindre, représente une étape importante pour identifier l’architecture et les fonctions ancestrales de cette voie parmi les chordés.Chez l’amphioxus, la voie de signalisation de l'AR est étudiée depuis plus de 20 ans, mais peu de choses sont encore connues sur la régulation de la biodisponibilité de l'AR pendant le développement et sur la nature de ses gènes cibles et du réseau régulateur qu’ils définissent. Le but de mon travail de thèse a par conséquent été d’étudier ces deux aspects fondamentaux de la voie de signalisation de l'AR chez l'amphioxus. Au cours de mon projet de recherche, j’ai utilisé comme modèle d’étude l'amphioxus européen, Branchiostoma lanceolatum, pour lequel j’ai également mis en œuvre de nombreuses améliorations du système de culture ainsi que développer des techniques d’analyses in vivo, comme la microinjection d'ARNm dans des œufs. / One of the most striking features of multicellular animals, the metazoans, is their amazing morphological diversity. Even though phylogenetic research has made remarkable progress towards revealing how the abundance and variety of animal life forms relates on the molecular, cellular, tissue, and organismal level, the alteration of developmental programs has been revealed as a key aspect in this process. During development, a rather limited number of signaling pathways has been shown to be instrumental for generating metazoan diversity. The retinoic acid (RA) signaling pathway is one of these instrumental signaling cascades. A significant amount of time and work has been used to characterize the functions and roles of RA signaling during development, although further work is required to better understand the evolutionary history of the RA signaling network, from metabolism to signal transduction passing by the interactions with other signaling cascades and its developmental functions and how they evolve with time. In this context, model organisms with representative, vertebrate-like RA signaling cascades, such as the cephalochordate amphioxus, will be an important case-study in order to identify the blueprint of an ancestral RA network.The amphioxus RA signaling pathway was initially studied about 20 years ago, even though not much is known about the bioavailability of RA during development. Moreover, the target genes of the RA signaling pathway and their hierarchical relationship during amphioxus development represent an interesting open question. Therefore, this work aimed at providing a detailed description of two fundamental aspects of the RA signaling pathway during amphioxus development: (1) the regulation of the bioavailability of RA in the developing embryo and (2) the target genes under the control of the RA signaling pathway together with their hierarchical regulatory relationship. To address these questions, the European amphioxus, Branchiostoma lanceolatum, was used as a model system.During my research project, not only these questions were fundamental, but also the implementation of amphioxus as a reliable model system and thus the establishment of multiple aquaculture improvements as well as in vivo techniques, such as the microinjection of mRNAs into amphioxus eggs. Furthermore, to characterize the bioavailability of RA during development of amphioxus, I focused on the study of the enzymes that mediate the catabolism of RA endogenously, the CYP26 subfamily proteins. I thus described the evolutionary diversification of CYP26 genes in deuterostomes as well as their expression, their function and the mechanisms that govern the feedback loop controlled directly by RA during amphioxus development.Additionally, to shed light on the target genes under the control of the RA signaling pathway during amphioxus development, I combined pharmacological treatments using retinoid-specific drugs with two different techniques of high throughput sequencing: RNAseq, that revealed the entire RNA profile and thus the genes being expressed at a given moment in time, and ATACseq (assay for transposase-accessible chromatin) that provided a global overview of accessible regions of the chromatin (i.e. open chromatin regions). By combining the data obtained by these techniques, I revealed a new set of genes that are under the control of the RA signaling pathway as well as new potential regulatory loops driving RAR-mediated expression. Moreover, I established a framework to characterize gene hierarchies during development that can be widely applied to other signaling pathways and organisms.

Un premier travail basé sur une méta-analyse de la littérature a permis de révéler le rôle positif des acides gras saturés (AGS) et monoinsaturés (AGMI) sur les concentrations tissulaires en α-tocophérol. Les acides gras polyinsaturés de la famille des oméga-3 (AGPI n-3) auraient, quant à eux, un effet délétère sur les concentrations d'α-tocophérol dans les tissus. Cette observation a été globalement confirmée lors d'un essai in vivo réalisé sur des porcelets en croissance supplémentés avec différentes sources de matière grasse. La concordance des résultats de la méta-analyse avec ceux de l'essai porc nous a permis d'élaborer plusieurs hypothèses de travail dont la première visait à mettre en évidence l'importance de l'étape d'absorption de la vitamine E et l'effet possible des acides gras à ce niveau. Ce test exploratoire réalisé sur volaille (choisi pour son absence de transport lymphatique de la vitamine E, notamment) n'a pas confirmé les résultats obtenus sur le modèle porcin, probablement dû au métabolisme particulier de la vitamine E entre ces deux espèces. Parallèlement à cela, une série de tests in vitro a montré que les mécanismes explicatifs passent, au moins en partie, par un effet sur la micellarisation et l'hydrolyse de l'acétate de tocophérol dans la lumière intestinale. Néanmoins, d'autres mécanismes sont probablement impliqués, comme un effet des AGMI sur la sécrétion entérocytaire des chylomicrons, ou encore un effet pro-oxydant des AGPI dans les tissus qui entraînerait une utilisation de la vitamine E tissulaire. / A preliminary meta-analysis of data obtained from published trials on this topic concluded that dietary saturated (SFA) and monounsaturated (MUFA) fatty acids seemed to have a positive effect on tissue α-tocopherol concentration. Conversely, dietary polyunsaturated fatty acids (PUFA), especially those belonging to the n-3 family, led to a lower vitamin E concentration in tissues. An in vivo trial was run to study these observations, with growing pigs fed diets supplemented with different fat sources. The results of the trial confirmed the conclusions obtained from the meta-analysis of data from the previously published studies. Our consistent results obtained by two approaches (meta-analysis and pig trial) allowed us to formulate several research hypotheses. An additional trial was then performed to study the possible effect of dietary fatty acids, specifically on the absorption step. This exploratory study was carried on poultry (an interesting model that does not exhibit any vitamin E lymphatic transport system) but did not confirm the results obtained in the swine model, showing a specific metabolism of vitamin E within the two species. A series of in vitro experiments indicated that the mechanisms involved occurred, at least for a part, during the solubilization into micelles and the hydrolysis of the tocopheryl acetate form in the intestinal tract. Nevertheless, other mechanisms could be involved, like the effect of MUFA on chylomicron release by the enterocyte, or the pro-oxidant effect of PUFA increasing the vitamin E utilization in tissues as well.

La VD (VD) est impliquée dans de nombreux processus physiologiques, dont le contrôle de certains paramètres de la biologie du tissu adipeux, son site principal de stockage. Ainsi elle y exerce des effets anti-inflammatoires et métaboliques forts, mais de nombreux aspects de ces régulations n’ont jamais été étudiés. Le but de cette thèse est d’avancer dans la connaissance de l’interrelation entre la VD, le tissu adipeux et l’obésité.Dans un premier temps, nous avons donc mis en évidence que la VD limitait l’expression de 3 miRs (miR-146a, miR-150 et miR-155) en inhibant la voie de signalisation NF-κB, in vitro et in vivo, au niveau du tissu adipeux et de l’adipocyte, lors d’un stress inflammatoire. Ensuite, nous avons mis en évidence que la VD modulait l’expression génique de certaines enzymes impliquées dans son propre métabolisme au niveau du tissu adipeux et de l’adipocyte et que la cubiline était impliquée dans l’absorption de la 25(OH)D au niveau des adipocytes. De plus, nous avons montré qu’un régime riche en graisse pendant 4 jours, 7 et 11 semaines engendrait une modulation de la concentration plasmatique de certains métabolites de la VD ainsi que des ARNm de certains acteurs impliqués dans le métabolisme de la VD, suggérant un stockage de la VD sous forme de 25(OH)D dans le tissu adipeux. Enfin, un retour à l’état basal des niveaux d’expressions géniques au niveau du tissu adipeux des différents acteurs mis en jeu dans le métabolisme de la VD ainsi que les dosages plasmatiques et adipocytaires dee métabolites de la VD a été mis en évidence chez les souris ayant subi une prise puis une perte de poids, démontrant ainsi la réversibilité des résultats. / Vitamin D (VD) is involved in many physiological processes, including the control of parameters of adipose tissue biology, its main storage site. Thus, it exerts strong anti-inflammatory and metabolic effects, but many other aspects of this regulation have never been studied. The aim of this thesis is to advance in the knowledge of the interrelation between VD, adipose tissue and obesity.Firstly, we have therefore demonstrated that VD limits the expression of 3 miRs (miR-146a, miR-150 and miR-155) by inhibition of NF-κB signaling pathway, in vitro and in vivo, in adipose tissue and adipocyte, during inflammatory stress. We showed that VD modulated gene expression of enzymes involved in its own metabolism in adipose tissue and adipocyte, during a treatment of VD, in vivo and in vitro, known only in the liver and kidney. Moreover, the involvement of cubiline in 25(OH)D uptake in adipocytes has been demonstrated. Then, we showed that a high fat diet for 4 days, 7 and 11 weeks leads to a modulation of plasma concentration of VD metabolites as well as mRNAs of some actors involved in VD metabolism, suggested a possible storage of VD under 25(OH)D form in adipose tissue. Finally, the effect of weight gain induced by a high-fat diet followed by a return to a control diet was studied in mice. The levels of gene expression in the adipose tissue of the actors involved in VD metabolism as well as the plasma and adipocyte dosages of VD and its metabolites show a return to the basal state in mice having undergone weight loss. These results demonstrate the reversibility of changes induced by an obesogenic diet on VD metabolism.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal. / La carence en vitamine A (VA) reste encore de nos jours un véritable problème de santé publique dans les Pays en développement (PED) en général et au Burkina Faso en particulier. L'efficacité des approches de diversification alimentaire en conditions de vie réelle comme moyen de corriger la carence ou d'améliorer le statut est peu documentée. Un projet pilote a été mis en œuvre pendant 24 mois dans une région du Burkina Faso qui ne produit pas et ne consomme pas habituellement cette huile, pour démontrer la faisabilité et l'efficacité de l'introduction de l'HPR sur une base commerciale, sur le statut en VA des femmes et des enfants en bas âge, dans un contexte d'achat et de consommation libre et volontaire. Les hypothèses posées étaient que l'HPR serait acceptée, achetée et consommée, et que sa consommation se traduirait par une réduction des taux de rétinolémie inférieure à 0,70 µmol/1 de 30% chez les enfants de moins de cinq ans et les femmes en âge de procréer.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

La poudre des feuilles du Moringa oleifera, plante (sub-) tropicale utilisée dans la lutte contre la malnutrition à hauteur de 10 g par jour, a une richesse nutritionnelle exceptionnelle dont la lutéine, les vitamines liposolubles (E et A) et celles hydrosolubles (C, Bl, B2etB3). Mais certains méfaits sont associés aux excès des vitamines liposolubles, surtout la vitamine A, suivant la forme moléculaire ingérée et la concentration variable au cours du temps. Ainsi, cette étude se propose de connaître le contenu en certaines formes moléculaires de la vitamine A et en lutéine de la poudre des feuilles du Moringa oleifera conservée à température ambiante du début de la récolte jusqu'à six mois de conservation. Pour cela, une récolte sur des feuilles jeunes et matures a été faite sur quatre parties du terrain d'expérimentation de l'ISABU Moso en deux temps différents (juillet et août), séchées et mises en poudre, conservées dans des cartons imperméables aux U.V., analysées avec le protocole et la librairie des caroténoïdes INAF 2007 et comparée aux standards; ce qui a permis de révéler la lutéine, le P et le cis- P-carotène dont les concentrations élevées les premiers jours suivant la récolte ont été suivies mensuellement au cours de la conservation et montré une dégradation selon le mois de récolte et le degré de luminosité du terrain. Les concentrations initiales des nutriments et l'allure de leur dégradation dans ce matériel analytique permettrait de proposer un délai limite et de nouvelles quantités d'utilisation de ce complément alimentaire chez les enfants et les adultes en se référant aux doses quotidiennes recommandées selon la catégorie d'âge. De nouvelles normes d'utilisation sécuriseront plus le consommateur et une curiosité scientifique est suscitée au niveau des suppléments alimentaires d'origine végétale.

Thèse ou mémoire avec insertion d'articles / La glande mammaire connait une évolution incroyable au cours de la vie des femmes. Parmi les voies de signalisation impliquées dans la mammogenèse : Wnt et Insulin Growth Factor-I Receptor (IGF-IR) ont été identifiées, et leur sur-activation dans plusieurs sous-types moléculaires de cancer du sein a été rapportée. De plus, les antagonistes de ces deux voies de signalisation : Secreted Frizzled-Related Protein 1 (SFRP1) pour la voie Wnt, et la vitamine D pour IGF-IR, ont démontré des propriétés anti-tumorales in vitro et in vivo. Notamment, l'expression de SFRP1 dans le tissu épithélial mammaire décroît avec la progression tumorale chez la femme. De surcroît, la déplétion de Sfrp1, comme du récepteur à la vitamine D (Vdr) chez la souris vierge, induit une ramification de la glande mammaire similaire à celle observée chez les souris gestantes. De plus, la vitamine D joue un rôle important dans l'homéostasie phosphocalcique, et la présence de microcalcifications dans le sein était associée au statut péri-ménopausique ainsi qu'à la densité mammaire. Néanmoins, l'association entre l'expression de SFRP1 dans le tissu mammaire, la consommation en vitamine D ou en calcium, et l'involution lobulaire, la présence de microcalcifications ou encore la densité mammaire chez la femme reste méconnue. Le potentiel rôle causal de la chute de l'expression de SFRP1 dans la carcinogenèse mammaire demeure également incompris. L'objectif de cette thèse était d'interroger l'association entre l'expression de SFRP1 ou la consommation en vitamine D et en calcium, et plusieurs facteurs de risque de cancer du sein dont l'involution lobulaire péri-ménopausique incomplète, et d'interroger le rôle causal de la sous-expression de SFRP1 dans la carcinogenèse mammaire. Notre hypothèse était que l'expression de SFRP1, comme la consommation de vitamine D et de calcium, diminuaient le risque de cancer du sein en faisant la promotion de l'involution lobulaire péri-ménopausique et en diminuant la formation des microcalcifications ainsi que la densité mammaire. Nous supputions également que la sous-expression de SFRP1 jouait un rôle causal dans la progression tumorale mammaire. Pour tester ces hypothèses, nous avons mesuré l'association entre l'expression de SFRP1 par immunohistochimie, et l'involution lobulaire péri-ménopausique dans le tissu non-tumoral d'une cohorte de 162 femmes. D'autre part, nous avons réduit ou accru l'expression de SFRP1 dans des lignées cellulaires mammaires par transduction lentivirale, et avons comparé leurs propriétés prolifératives et migratoires in vitro. Afin d'identifier les causes de la régulation de Sfrp1, nous avons également comparé son expression ainsi que le phénotype associé dans des modèles d'organoïdes mammaires murins cultivées en présence ou non, de microcalcifications. Par ailleurs, nous avons mesuré l'association entre la consommation en vitamine D et en calcium, et trois facteurs de risque de cancer du sein : la présence de microcalcifications, l'involution lobulaire péri-ménopausique incomplète ainsi que la densité mammaire, dans une cohorte de 161 femmes. Nos résultats supportent l'hypothèse selon laquelle SFRP1 était surexprimée durant l'involution lobulaire péri-ménopausique chez la femme, et ont mis en évidence que son expression était différentiellement régulée en fonction du statut paritaire, de même qu'en présence de microcalcifications. Nous avons néanmoins réfuté l'hypothèse selon laquelle les microcalcifications induisaient une augmentation de l'expression de Sfrp1 dans un modèle d'organoïdes mammaires murin ex vivo. Par ailleurs, nos résultats supportent l'hypothèse selon laquelle la régulation négative de l'expression de SFRP1 dans les cellules épithéliales mammaires jouerait un rôle causal dans le développement d'un phénotype tumoral in vitro D'autre part, nos résultats appuient l'hypothèse selon laquelle la consommation en vitamine D et en calcium était inversement associée à la présence de microcalcifications mammaires. Une consommation riche en vitamine D était également associée à l'involution lobulaire péri-ménopausique, mais pas celle en calcium. En revanche, la consommation de vitamine D et de calcium était inversement associée à la densité mammaire. Néanmoins, une consommation riche en calcium était positivement associée à la densité mammaire chez les femmes ayant des microcalcifications, remettant en cause l'innocuité de la supplémentation calcique chez ces dernières. Nos résultats suggèrent que l'expression de SFRP1, ainsi que la consommation en vitamine D, pourrait diminuer le risque de cancer du sein en faisant la promotion de l'involution lobulaire. Par ailleurs, une alimentation riche en vitamine D et en calcium, pourrait également diminuer le risque de cancer du sein en diminuant la formation des calcifications et la densité mammaire. / The mammary gland is a complex organ which undergoes an incredible remodeling during a woman's life. Among the important pathways involved in mammogenesis has been identified Wnt and Insulin Growth Factor-I Receptor (IGF-IR) signaling pathways. Interestingly, they are both over-activated in multiple breast cancer molecular subtypes. In addition, the antagonists of such signaling pathways, i.e. Secreted Frizzled-Related Protein 1 (SFRP1) for Wnt pathway, and vitamin D for IGF-IR pathway, have demonstrated anti-tumoral properties in vitro and in vivo. SFRP1 expression was also decreased with breast cancer progression in women. Moreover, the depletion of Sfrp1 in virgin mice induces mammary gland branching, like what is observed in pregnant mice. In addition, vitamin D plays an important role in the homeostasis of both phosphate and calcium, and the presence of microcalcifications in the breast is associated with both peri-menopausal status and breast density. Nevertheless, the association between SFRP1 expression in breast tissue, vitamin D and calcium intakes, and lobular involution, the presence of microcalcifications and breast density remains unknown. The potential causal role of the lack of SFRP1 in breast carcinogenesis also remains misunderstood. The objective of the present thesis was to interrogate the association between SFRP1 expression, or vitamin D and calcium intakes, and several breast cancer risk factors, including the age-related lobular involution incompletion, and to interrogate the potential causal role of SFRP1 under-expression in breast carcinogenesis. We hypothesized that SFRP1 expression, as well as vitamin D and calcium intakes, decreased breast cancer risk by promoting the age-related lobular involution and decreasing both microcalcifications formation and breast density. We also supposed that SFRP1 under-expression has a causal role in breast carcinogenesis. To test these hypotheses, we measured the association between SFRP1 expression assessed by immunochemistry, and peri-menopausal lobular involution in a cohort composed by 162 women. In addition, we have decreased or increased SFRP1 expression by lentiviral transduction in multiple breast cell lines, and compared their tumorigenic properties, including proliferative and migratory abilities. Aiming to identify the causes of Sfrp1 regulation, we also compared its expression as well as the associated phenotype in mammary organoids obtained from nulliparous and multiparous mice, cultured in presence or in absence of microcalcifications. Moreover, we measured the association between vitamin D and calcium intakes and three breast cancer risk factors : the presence of microcalcifications, the age-related lobular involution incompletion and breast density in a cohort of 161 women. Our results support the hypothesis according to which SFRP1 was over-expressed during peri-menopausal lobular involution in women. Furthermore, they suggest a differential expression of SFRP1 considering both the parity and the presence of microcalcifications in the breast tissue. However, we reject the hypothesis which stipulated that microcalcifications could increase Sfrp1 expression in an ex vivo model of murine mammary organoids. Yet, our results support the hypothesis according to which a negative regulation of SFRP1 expression could have a causal role in breast carcinogenesis in vitro. On the other hand, our results support the negative association between vitamin D and calcium consumption and the presence of microcalcifications in breast tissue. A higher vitamin D intake was also associated with the peri-menopausal lobular involution completion. No association between calcium intake and lobular involution was observed. In addition, vitamin D and calcium intakes were negatively associated with breast density. However, a higher calcium intake was positively associated with breast density in women having microcalcifications, questioning the safety of calcium supplementation in these women, given that this is a well-known breast cancer risk factor. Taken together, our results suggest that both SFRP1 expression and vitamin D intake could decrease breast cancer risk by promoting the age-related lobular involution completion. Furthermore, a higher vitamin D and calcium intakes could also decrease breast cancer risk by decreasing microcalcifications formation as well as breast density.