Dissertations / Theses on the topic 'Dysfonction du tissu adipeux'

L'hématopoïèse est un processus primordial qui permet de générer en continu les cellules matures du sang tout au long de la vie d'un individu. Chez l'homme adulte, comme chez les rongeurs, la moelle osseuse (MO) a jusqu'à présent été considérée comme le tissu hématopoïétique de référence. Le tissu adipeux (TA) présente de nombreuses similitudes avec la MO qui nous ont amenés à émettre l'hypothèse selon laquelle le TA pourrait être un tissu hématopoïétique. Pour étudier le potentiel hématopoïétique d'une population cellulaire, le modèle de référence in vivo est l'irradiation suivie de la greffe de cellules. Dans un premier temps, nous nous sommes assurés que dans le TA, l'irradiation provoque comme dans la MO, une altération du compartiment hématopoïétique. Dans un second temps, nous avons analysé et caractérisé le compartiment hématopoïétique immature du TA chez la souris, qui, de façon surprenante, contient une proportion importante de cellules dont le phénotype est identique à celui des cellules souches hématopoïétiques (CSH) de moelle osseuse. Les CSH-like du TA sont fonctionnelles et présentent deux particularités étonnantes: (1) les cellules matures qui en dérivent sont uniquement des mastocytes, et (2) ces CSH-like ne semblent pas avoir migré de la MO, ce qui suggère que le tissu adipeux pourrait générer lui-même ses propres cellules hématopoïétiques. Nos résultats permettent de proposer que le tissu adipeux ne soit plus uniquement un tissu de remplissage inerte, mais un tissu dynamique constituant une source de cellules hématopoïétiques immatures majeure<br>Hematopoiesis is a physiological process allowing the replacement of blood cells throughout life. In humans, as in rodents, bone marrow (BM) is considered as the standard hematopoietic tissue. Adipose tissue (AT) exhibits numerous similarities with BM what have led us to propose that AT could function as an hematopoietic tissue. To study the hematopoietic potential of cell population in mice, the standard model is irradiation followed by BM cell transplantation. First, we demonstrated that irradiation induces a decrease in hematopoietic population in AT as in BM. Secondly, we analyzed and characterized the immature hematopoietic compartment of mouse AT, which surprisingly contains a very important proportion of cells, with the same phenotype than BM derived HSC. These cells are functional and present 2 striking features: (1) In our conditions, they differentiate only into mast cells, (2) they do not seem to migrate from the BM, suggesting that AT may be able to generate these hematopoietic cells by itself. Our results demonstrate that AT is not only an inert tissue able to store and release energy, but a dynamic tissue that could be a major source of immature hematopoietic cells. The identification of such cells in human AT would be of interest in cell therapy

L’obésité, caractérisée par un excès de masse grasse, est définie par un indice de masse corporelle (IMC = poids (kg)/taille(m)²supérieur ou égal à 30 kg/m². Il s’agit aujourd’hui d’un problème majeur de santé publique en raison de sa fréquence, sans cesse croissante, et de la gravité de ses complications. Au-delà de l’augmentation excessive de la masse grasse corporelle totale qui définit l’obésité, la répartition anatomique de l’excès de graisse joue un rôle déterminant dans la survenue de complications métaboliques et cardiovasculaires. La compréhension de la physiopathologie du tissu adipeux (TA) est par conséquent fondamentale pour tenter d’élucider les mécanismes conditionnant et accompagnant le développement de l’obésité et de ses complications. A la suite des travaux novateurs de Jean Vague (1947), il a en effet été clairement démontré que les complications qui font la gravité de l’obésité sont observées avec une fréquence beaucoup plus importante en cas d’obésité androïde ou abdominale. Cette forme est caractérisée par une répartition du TA prédominant à la partie supérieure du corps, par opposition à l’obésité périphérique (ou glutéo-fémorale ou gynoïde). L’utilisation de l’imagerie médicale moderne a permis d'affiner l’étude de la répartition du TA et de démontrer en particulier qu’une accumulation préférentielle de TA dans la cavité péritonéale, autour des viscères abdominaux, permettait de prédire de façon plus précise le risque de complications métaboliques et cardiovasculaires. Des travaux plus récents ont permis de mettre en évidence que le développement excessif d’autres panicules adipeux spécifiques comme le TA sous cutané (TAS) abdominal profond et le TA cardiaque ou l’accumulation de lipides en dehors du TA (dans le foie ou le muscle squelettique) s’associent également à des complications métaboliques et cardiovasculaires, suggérant qu’une accumulation ectopique de lipides est source de complications. L’étude de l’anatomie humaine montre qu’il existe une quantité variable de TA disposé à la surface du coeur. Il s’agit du TA péricardique, qui comprend deux couches: le TA paracardique et le TA épicardique (TAE). Ce dernier est situé entre le feuillet viscéral/interne du péricarde et le myocarde. Les artères coronaires principales (la coronaire droite, l’inter-ventriculaire antérieure et la circonflexe), après leur départ de l’aorte, cheminent à la surface du myocarde, en contact direct avec le TAE (Figure 1 et 2). Le trajet coronarien intra-myocardique est exceptionnel, le plus souvent les coronaires principales et leurs branches cheminant dans le TAE (Figure 3). Le développement du TAE est variable selon l’espèce. On retrouve une quantité importante de TAE chez le cobaye, le lapin, les grands mammifères et l’homme. En revanche, il est peu développé chez les petits rongeurs, comme la souris ou le rat, utilisés dans les laboratoires de recherche. C’est pourquoi ce TA ectopique a été moins étudié. L’absence de TAE dans certaines espèces prouve qu'il n’a pas d’importance vitale pour le fonctionnement du coeur. De plus, il n’existe pas d’argument en faveur d’un rôle de protection mécanique du TAE. Une étude effectuée chez des animaux sauvages ou domestiques montre que le TAE et le TAV auraient une origine embryonnaire commune, le TA brun (Marchington et al. 1989).

Les traitements antirétroviraux (TARV) actuels ne parviennent pas à éradiquer totalement le virus de l'immunodéficience humaine (VIH) de l’organisme, le virus reste présent dans des sites anatomiques ou cellulaires appelés "réservoirs". Cette persistance virale se traduit aussi par une inflammation chronique à bas-bruit, responsable de la majorité des comorbidités associées au VIH.L'objectif de mon travail de thèse est d'étudier le rôle du tissu adipeux infecté en tant que facteur d'inflammation et site de persistance virale. Le tissu adipeux est un organe endocrine, doué de propriétés immunologiques claires dans lequel on trouve les cibles principales du VIH: les LTCD4 et les macrophages. Nous avons analysé l'impact de l'infection SIV sur les profils d'activation et différenciation des lymphocytes T et macrophages du tissu adipeux sous cutané (SCAT) et le tissu graisseux mésentérique (VAT) prélevé au niveau du grand omentum de macaques cynomolgus. Nous avons démontré une activation du tissu adipeux: recrutement des macrophages, profil plus inflammatoire des macrophages, recrutement massif de LTCD8, et une plus forte proportion de LT activés. Parallèlement, nous avons détecté la présence du virus SIV (détection d'ARN et d'ADN viral) dans les fractions stroma-vasculaires du tissu adipeux et dans les fractions triées de lymphocytes T et macrophages chez les macaques infectés. Nous avons aussi démontré la présence du VIH au niveau du tissu adipeux des patients infectés et traités (Damouche et al PlosPathogens 2015). Ces résultats identifient pour la première fois le tissu adipeux comme un site réservoir du VIH.Nous avons ensuite évalué si le tissu adipeux présente des propriétés intrinsèques favorisant la persistance du VIH en nous concentrant sur les lymphocytes T CD4. Cette étude a été menée chez des patients infectés par le VIH et sous TARV efficace et des sujets non infectés. Nous avons observés une augmentation dans la proportion des Ly Treg chez les patients infectés par rapport aux sujets sains. Aucun changement majeur dans les pourcentages des fractions Th1 et Th17, au sein des Ly T CD4 chez les patients infectés par le VIH et sous ART n’a été observé. De même, le pourcentage de lymphocytes T CD4 mémoires « résidant » n'a pas été affecté par l’infection. Collectivement, ces résultats suggèrent que les cellules T CD4 du tissu adipeux n'ont pas subi d’importantes altérations dans le profil de différenciation et d’activation malgré la persistance virale. Nous avons aussi évalué le profil immuno-modulateur pouvant contribuer à l'activation limitée intervenant dans le tissu adipeux. Nous avons observé un pourcentage élevé de cellules exprimant PD-1 parmi les cellules T CD4 mémoire résistante aux tissus adipeux chez les patients infectés par le VIH et non infectés, suggérant un rôle immuno-modulateur des cellules T CD4 du TA. Cette forte expression de PD-1 à la surface des cellules T CD4, intrinsèque au tissu adipeux pourrait contribuer à la persistance virale<br>The current antiretroviral treatments (ART) do not completely eradicate the human immunodeficiency virus (HIV) from the body, the virus remains present in anatomical or cellular sites called "reservoirs". This viral persistence also results in chronic low-grade inflammation, responsible for the majority of HIV-associated comorbidities.The objective of my thesis work is to study the role of infected adipose tissue as an inflammatory factor and site of viral persistence. Adipose tissue is an endocrine organ with clear immunological properties in which the main targets of HIV are found: CD4 T lymphocytes and macrophages. We analyzed the impact of the simian immunodeficiency virus (SIV) infection on the activation and differentiation profiles of T lymphocytes and macrophages of subcutaneous adipose tissue (SCAT) and mesenteric adipose tissue (VAT) from the large omentum of cynomolgus macaques. We have demonstrated an activation of adipose tissue: macrophage recruitment, macrophage inflammatory profile, massive recruitment of LTCD8, and a higher proportion of activated T lymphocytes. At the same time, we detected the presence of the SIV virus (detection of RNA and viral DNA) in the stroma-vascular fractions of the adipose tissue and in the sorted fractions of T lymphocytes and macrophages in the infected macaques. We also demonstrated the presence of HIV in the adipose tissue of infected and treated patients (Damouche et al PlosPathogens 2015). These results identify for the first time adipose tissue as an HIV reservoir site.We then evaluated whether adipose tissue exhibits intrinsic properties that promote persistence of HIV by focusing on CD4 T lymphocytes. This study was conducted in HIV-infected patients under effective HAART and non-infected subjects. We found no major changes in the percentages of Th1, Th17 fractions within Ly T CD4 in HIV-infected patients and ART, but an increased in the proportion of Treg cells was observed in infected patients compared to healthy subjects. The percentage of "resident" CD4 T cell lymphocytes was not affected by infection. Collectively, these results suggest that CD4 T cells of adipose tissue have not undergone significant alterations in the differentiation and activation profile despite viral persistence. We also evaluated the immuno-modulatory profile that may contribute to limited activation in adipose tissue. We observed a high percentage of cells expressing PD-1 among the CD4 T cells resistant to adipose tissue in HIV-infected and uninfected patients, suggesting an immunomodulatory role of CD4 T cells of TA. This strong expression of PD-1 on the surface of CD4 T cells, intrinsic to adipose tissue, could contribute to viral persistence

Les thérapies ciblées telles que les inhibiteurs de la tyrosine kinase ont permis d'améliorer le traitement du cancer du sein en ciblant HER2. Cependant, il a été observé que le lapatinib était moins efficace chez les patients obèses ou en surpoids que chez les patients de poids normal.Nous avons d'abord reproduit l'effet de résistance des cellules de cancer du sein au lapatinib en présence de tissu adipeux tel qu’il a été observé pour d’autres thérapies. Les cellules tumorales qui surexpriment HER2 étaient partiellement résistantes au lapatinib mais également à d'autres inhibiteurs de la tyrosine kinase lorsqu'elles étaient en contact avec le milieu conditionné d’adipocytes. En implantant du tissu adipeux humain et des tumeurs humaines chez la souris, nous avons pu étudier la résistance du cancer du sein au lapatinib in vivo.Pour comprendre le mécanisme de cette résistance, nous avons exposé les adipocytes à plusieurs modulateurs du métabolisme. La cytotoxicité cellulaire induite par le lapatinib était plus faible pour les cellules tumorales exposées à un milieu conditionné d'adipocytes préalablement incubés avec les alpha-bloquants qu'à un milieu conditionné à partir d'adipocytes seuls. De la même manière, cette toxicité était inférieure pour les agonistes des récepteurs alpha adrénergiques, pour les bêtabloquants et pour les inhibiteurs de lipolyse. Au contraire, la cytotoxicité a été augmentée pour les cellules tumorales en contact avec le milieu conditionné d’adipocytes exposés aux agonistes du récepteur bêta-adrénergiques. Au niveau des cellules cancéreuses, l'arrêt du cycle cellulaire induit par le lapatinib était réduit pour les cellules tumorales exposées au milieu conditionné d’adipocytes en ce qui concerne le pourcentage de cellules dans la phase G0/G1. Ceci s’est vérifié en étudiant l'expression des gènes codant pour plusieurs protéines impliquées dans la progression du cycle cellulaire<br>Targeted therapies as tyrosine kinase inhibitors permitted an improvement of breast cancer therapies by targeting HER2. However, resistance has been observed in obèse patients for lapatinib treatment.We reproduced the effect of resistance of breast cancer cells to laaptinib in presence of adipose tissue as observed for other therapies. Tumor cells overexpressing HER2 was partly resistant to lapatinib but also for other tyrosine kinase inhibitors when in contact with adipocyte-conditioned medium. By impnating human adipose tissue nad human tumors in mice, we were able to study rhe resistance of breast tumor cells in vivo.In order to elucidate the mechanism of such resistance, we exposed the adipocytes to several metabolism modulators. The lapatinib-induced cell cytotoxicity was lower for the tumor cells exposed to the conditioned medium from adipocytes earlier exposed to alpha blockers than to the conditioned medium from adipocytes alone. In the same manner, the toxicity was lower for the agonists of alpha-adrenergic receptors , for beta-blockers and for the lipolysis inhibitors. At the opposite, the cytotoxicity was enhanced for tumor cells in contact with the conditioned medium of adipocytes exposed to the agonists of beta adrenergic receptors.At the tumor cell level, the laaptinib-induced cell cycle arrest was reduced for the tumor cells exposed to the conditioned medium regarding the G0/G1 phase. That was verified by the study of the expression of genes involved in the cell cycle progression

Ce travail a permis de caractériser les cellules endothéliales (CEs) (CD34+/CD31+) du tissu adipeux (TA) humain et d'analyser l'impact du degré d'adiposité des patients, mais aussi de la localisation du TA, sur leur nombre, leur phénotype et leur intégrité. La densité vasculaire, comme le nombre de CEs, par volume de TA sous-cutané (SC) reste stable chez les sujets obèses (OB) comparés aux normo-pondérés (NP). Ce résultat démontre que l'extension des réseaux vasculaires suit le développement du TA au cours de l'obésité. Les adipocytes, du TA viscéral (VS) de sujets OB, présentent un phénotype hypoxique malgré la présence d'un réseau vasculaire plus dense. Chez les patients OB, la densité capillaire et le nombre de CEs sont plus élevés dans le VS par rapport au SC démontrant une différence de densité vasculaire selon la localisation du TA. Les CEs natives du TA, isolées par immunosélection/déplétion, présentent un phénotype pro-inflammatoire et angiogénique chez les sujets OB par rapport aux NP, de façon plus marquée dans le TA VS que dans le SC. Ce phénotype est associé à une augmentation de la perméabilité endothéliale mise en évidence par l'extravasation de protéines plasmatiques. Afin de déterminer les mécanismes responsables des différences de phénotype avec l'obésité et la localisation de TA, des marqueurs de la sénescence cellulaire ont été étudiés. Les CEs présentent une augmentation de ces marqueurs avec l'obésité dans le SC et selon la localisation du TA (VS/SC). Les sécrétions adipocytaires stimulent l'entrée en sénescence des CEs du TA, un effet mimé par la leptine et le VEGFA. Enfin, les sécrétions adipocytaires sont capables d'induire le processus de sénescence dans des CEs provenant d'autres lits vasculaires. En conclusion, chez l'homme, l'obésité est associée à des altérations du nombre et de l'intégrité des CEs du TA mais aussi à une augmentation de leur état d'activation. La promotion de la sénescence des CEs par les sécrétions adipocytaires pourrait conduire à une perte de l'intégrité endothéliale chez les sujets OB, associée à un état pro-inflammatoire, notamment au niveau viscéral. La dysfonction endothéliale au niveau de la circulation générale pourrait donc être favorisée par les effets systémiques de ces sécrétions promouvant l'entrée en sénescence des CEs<br>The present PhD research was undertaken to characterize native human adipose tissue (AT) endothelial cells (ECs) and to analyze the impact of adiposity degree and AT location on their number, phenotype, and integrity. Vessel density as well as ECs number per AT volume were stable in obese subjects compared to lean, suggesting that extension of vascular network follows AT development during obesity. VSAT adipocytes from obese subjects show a hypoxic phenotype despite the presence of a dense vascular network. Native AT-ECs show a pro-inflammatory and angiogenic phenotype in obese patients compared to lean, more marked in VSAT than in SCAT. This phenotype is associated with an increased endothelial permeability shows by plasma proteins leakage. To determine the mechanisms causing phenotype differences in obesity and AT location, senescence markers were studied. AT-ECs show an increased expression of these markers with obesity and AT location (VS/SC). Adipocyte secretion stimulated AT-ECs to undergo senescence, an effect mimicked by leptin and VEGFA. Finally, adipocyte secretions induced senescence process into micro-vascular ECs from other vascular beds. To conclude, human obesity is associated with alterations in AT-ECs number and integrity but also with an increased activation state of the ECs. Promotion of premature ECs senescence by the AT-microenvironment might lead to a loss of endothelial integrity in human obesity, associated with a pro-inflammatory state, especially into VSAT. Endothelial dysfunction into whole body circulatory network could be promoted by adipocyte secretions stimulating ECs to undergo senescence

La leptine, hormone principalement secretee par l'adipocyte, diminue la prise alimentaire et augmente la depense energetique. Elle interagit avec le systeme immunitaire. Anorexie, augmentation de la depense energetique, et perte de poids constituent des arguments cliniques en faveur d'un role de la leptine dans les maladies inflammatoires chroniques de l'intestin (mici). L'hypertrophie de la graisse mesenterique est caracteristique de la maladie de crohn (mc). Une dysregulation de l'expression de ppar, recepteur hormonal nucleaire mediateur-cle favorisant l'adipogenese, pourrait participer a l'hypertrophie du mesentere, ce dernier representant une nouvelle source tissulaire de tnf. L'objectif de cette these etait d'identifier l'implication de la leptine et du mesentere dans l'inflammation intestinale. Les objectifs specifiques des travaux ont ete 1) de determiner la cinetique de la leptinemie dans des modeles d'inflammation intestinale chez le rat, 2) d'identifier une implication potentielle de la leptine dans la pathogenie d'une colite experimentale, 3) de quantifier l'expression des messagers de la leptine dans la graisse mesenterique de patients avec mici, 4) d'evaluer la capacite des cellules mesenteriques a synthetiser du tnf et du ppar dans des modeles murins d'ileite. Nos travaux 1) mettent en evidence une hyperleptinemie lors du stade precoce d'une inflammation intestinale chez le rat ; 2) montrent que la leptine joue un role pro-inflammatoire dans la pathogenie de l'inflammation intestinale chez le rat ; 3) mettent en evidence une surexpression mesenterique des arnm de la leptine chez les patients avec mici, qui pourrait participer au processus inflammatoire, conduire a une hyperleptinemie responsable a son tour de l'anorexie observee lors des poussees des mici ; 4) montrent que le mesentere constitue une source qualitativement et quantitativement importante de tnf dans l'ileite chez le rat, qui pourrait participer au maintien du processus inflammatoire.

Le tissu adipeux blanc est l’un des tissus les plus abondants du corps humain et il constitue sa plus grande réserve énergétique. Il est également reconnu en tant qu’organe sécrétoire et endocrine pouvant agir à distance et influencer plusieurs processus biologiques en plus d’être une source de cellules stromales/souches mésenchymateuses multipotentes. De nombreux patients souffrent de déficits en tissus adipeux à la suite d’une résection de tumeur, d’un accident, de brûlures graves, de maladies congénitales, etc. Le génie tissulaire représente une alternative prometteuse aux approches traditionnelles pour répondre à la forte demande en substituts adipeux et combler les déficits en chirurgie de reconstruction. Afin de déterminer la performance in vivo de substituts adipeux reconstruits par génie tissulaire et d’optimiser les études précliniques, il est crucial de développer des méthodes d’imagerie biomédicale permettant la délinéation des greffons ainsi que l’analyse de leur volume et de leur perfusion. Pour ce faire, des tissus adipeux humains reconstruits (hrATs, Human reconstructed adipose tissues) possédant des adipocytes matures et fonctionnels ainsi qu’une matrice extracellulaire naturelle ont été produits par la technique d’auto-assemblage à partir de cellules stromales/souches du tissu adipeux, puis ont été implantés chez la souris athymique. Nous avons émis l’hypothèse que l’imagerie par résonance magnétique (IRM) permettrait une analyse améliorée de la performance in vivo de hrATs en favorisant le suivi non invasif et longitudinal du volume et de la perfusion sanguine des greffons après l’implantation. En effet, l’IRM en pondération T1 a permis la délinéation des greffons et la détermination de leur volume. Le maintien du volume a été évalué jusqu’à six semaines après l’implantation, révélant une résorption graduelle atteignant 44 % du volume initial. Puis, leur perfusion a été confirmée après 14 et 21 jours. La persistance d’une grande quantité d’adipocytes et d’une riche matrice extracellulaire a également été confirmée. Ces travaux décrivent, pour la première fois, les paramètres optimaux d’IRM pour visualiser de façon efficace des substituts adipeux humains reconstruits par génie tissulaire et implantés in vivo. De plus, assurer la vascularisation rapide de substituts reconstruits par génie tissulaire lors d’une greffe permettrait de favoriser leur survie. Nous avons alors émis l’hypothèse que l’incorporation d’une composante endothéliale aux hrATs serait avantageuse pour les tissus et leur vascularisation globale. Trois jours après l’implantation chez la souris athymique, un réseau étendu de capillaires humains a été observé à l’intérieur des greffons enrichis de cellules endothéliales, puis l’anastomose de ce réseau avec celui de l’hôte a été détectée. Le réseau humain a persisté au moins 14 jours après la greffe en plus de contenir des globules rouges. L’analyse de la vascularisation globale des greffons indique un avantage potentiel de l’ajout d’une composante endothéliale. L’évaluation de l’impact de cette approche sur la vascularisation de tissus plus épais permettra le développement et l’utilisation de substituts volumineux pour combler les déficits adipeux en chirurgie de reconstruction. Enfin, l’inflammation peut être présente à la suite d’une greffe tissulaire. Il est donc important d’étudier ses impacts sur les tissus reconstruits et leurs diverses composantes. Nous avons utilisé le modèle de hrATs contenant des cellules endothéliales organisées en un réseau préformé afin de déterminer l’impact d’un environnement inflammatoire sur le réseau de capillaires dans un contexte adipeux tridimensionnel. Notre hypothèse est que la présence prolongée d’un microenvironnement inflammatoire modélisé in vitro, par l’incubation de hrATs avec le facteur de nécrose tumorale (TNF) et l’interleukine-1β (IL- 1β), modulerait leur profil de sécrétion et aurait une influence néfaste sur leur réseau de capillaires. L’analyse des milieux conditionnés a confirmé la réactivité des tissus. Une désorganisation caractérisée par une diminution de l’étendue et de la complexité du réseau a été observée après une exposition chronique de trois et six jours en présence de TNF et d’IL-1β et serait attribuable entre autres à l’apoptose. Le modèle de hrATs permettra d’élaborer des stratégies visant la préservation de l’intégrité du réseau de capillaires et de développer des substituts adipeux bien adaptés pour faire face à des conditions inflammatoires in vivo. En résumé, ces données contribuent à l’avancement du génie tissulaire adipeux grâce à l’optimisation de l’IRM pour les greffons adipeux reconstruits, mais également par le développement de hrATs possédant une performance in vivo avantageuse en plus de constituer des modèles d’études in vitro tridimensionnels pertinents.<br>Le tissu adipeux blanc est l’un des tissus les plus abondants du corps humain et il constitue sa plus grande réserve énergétique. Il est également reconnu en tant qu’organe sécrétoire et endocrine pouvant agir à distance et influencer plusieurs processus biologiques en plus d’être une source de cellules stromales/souches mésenchymateuses multipotentes. De nombreux patients souffrent de déficits en tissus adipeux à la suite d’une résection de tumeur, d’un accident, de brûlures graves, de maladies congénitales, etc. Le génie tissulaire représente une alternative prometteuse aux approches traditionnelles pour répondre à la forte demande en substituts adipeux et combler les déficits en chirurgie de reconstruction. Afin de déterminer la performance in vivo de substituts adipeux reconstruits par génie tissulaire et d’optimiser les études précliniques, il est crucial de développer des méthodes d’imagerie biomédicale permettant la délinéation des greffons ainsi que l’analyse de leur volume et de leur perfusion. Pour ce faire, des tissus adipeux humains reconstruits (hrATs, Human reconstructed adipose tissues) possédant des adipocytes matures et fonctionnels ainsi qu’une matrice extracellulaire naturelle ont été produits par la technique d’auto-assemblage à partir de cellules stromales/souches du tissu adipeux, puis ont été implantés chez la souris athymique. Nous avons émis l’hypothèse que l’imagerie par résonance magnétique (IRM) permettrait une analyse améliorée de la performance in vivo de hrATs en favorisant le suivi non invasif et longitudinal du volume et de la perfusion sanguine des greffons après l’implantation. En effet, l’IRM en pondération T1 a permis la délinéation des greffons et la détermination de leur volume. Le maintien du volume a été évalué jusqu’à six semaines après l’implantation, révélant une résorption graduelle atteignant 44 % du volume initial. Puis, leur perfusion a été confirmée après 14 et 21 jours. La persistance d’une grande quantité d’adipocytes et d’une riche matrice extracellulaire a également été confirmée. Ces travaux décrivent, pour la première fois, les paramètres optimaux d’IRM pour visualiser de façon efficace des substituts adipeux humains reconstruits par génie tissulaire et implantés in vivo. De plus, assurer la vascularisation rapide de substituts reconstruits par génie tissulaire lors d’une greffe permettrait de favoriser leur survie. Nous avons alors émis l’hypothèse que l’incorporation d’une composante endothéliale aux hrATs serait avantageuse pour les tissus et leur vascularisation globale. Trois jours après l’implantation chez la souris athymique, un réseau étendu de capillaires humains a été observé à l’intérieur des greffons enrichis de cellules endothéliales, puis l’anastomose de ce réseau avec celui de l’hôte a été détectée. Le réseau humain a persisté au moins 14 jours après la greffe en plus de contenir des globules rouges. L’analyse de la vascularisation globale des greffons indique un avantage potentiel de l’ajout d’une composante endothéliale. L’évaluation de l’impact de cette approche sur la vascularisation de tissus plus épais permettra le développement et l’utilisation de substituts volumineux pour combler les déficits adipeux en chirurgie de reconstruction. Enfin, l’inflammation peut être présente à la suite d’une greffe tissulaire. Il est donc important d’étudier ses impacts sur les tissus reconstruits et leurs diverses composantes. Nous avons utilisé le modèle de hrATs contenant des cellules endothéliales organisées en un réseau préformé afin de déterminer l’impact d’un environnement inflammatoire sur le réseau de capillaires dans un contexte adipeux tridimensionnel. Notre hypothèse est que la présence prolongée d’un microenvironnement inflammatoire modélisé in vitro, par l’incubation de hrATs avec le facteur de nécrose tumorale (TNF) et l’interleukine-1β (IL- 1β), modulerait leur profil de sécrétion et aurait une influence néfaste sur leur réseau de capillaires. L’analyse des milieux conditionnés a confirmé la réactivité des tissus. Une désorganisation caractérisée par une diminution de l’étendue et de la complexité du réseau a été observée après une exposition chronique de trois et six jours en présence de TNF et d’IL-1β et serait attribuable entre autres à l’apoptose. Le modèle de hrATs permettra d’élaborer des stratégies visant la préservation de l’intégrité du réseau de capillaires et de développer des substituts adipeux bien adaptés pour faire face à des conditions inflammatoires in vivo. En résumé, ces données contribuent à l’avancement du génie tissulaire adipeux grâce à l’optimisation de l’IRM pour les greffons adipeux reconstruits, mais également par le développement de hrATs possédant une performance in vivo avantageuse en plus de constituer des modèles d’études in vitro tridimensionnels pertinents.<br>White adipose tissue is one of the most abundant tissues of the human body and it represents its largest energy storage depot. It is also known as a secretory and endocrine organ acting remotely to influence many biological processes in addition to being a source of multipotent stromal/stem cells. Many patients suffer from adipose tissue deficits resulting from tumor resection, accidents, deep burns, congenital anomalies, etc. Tissue engineering represents a promising alternative to traditional approaches to answer the strong demand in adipose substitutes to counteract tissue loss using reconstructive surgery. In order to determine the in vivo performance of adipose tissue substitutes produced by tissue engineering and to maximize preclinical studies, it is crucial to develop biomedical imaging methodologies allowing graft delineation as well as volume and perfusion analyses. Therefore, human reconstructed adipose tissues (hrATs) containing mature functional adipocytes in addition to a natural extracellular matrix were produced according to the self-assembly approach of tissue engineering from adipose-derived stromal/stem cells and were next implanted into athymic mice. We hypothesized that magnetic resonance imaging (MRI) would allow an improved analysis of the in vivo performance of hrATs by promoting the non-invasive and longitudinal follow-up of graft volume and blood perfusion after implantation. Indeed, T1-weighted MRI allowed graft delineation and determination of their volume. Volume retention was evaluated up to six weeks after implantation, revealing a gradual resorption averaging at 44 % of initial substitute’s volume. Blood perfusion was confirmed 14 and 21 days after grafting. The persistence of numerous adipocytes within a rich extracellular matrix was also confirmed. This study described, for the first time, the optimal parameters necessary to achieve efficient MRI visualization of grafted tissue-engineered adipose substitutes. Ensuring a timely perfusion of engineered grafts is important to favor their survival. We hypothesized that the incorporation of an endothelial component into hrATs would be advantageous for the tissues and their global vascularization. Three days after the implantation into nude mice, an extended human capillary network connecting with the host network by anastomosis was detected within the grafts containing an endothelial component. The human capillary network persisted at least 14 days and murine red blood cells were detected within human structures. The global vascularization analysis also unveiled a tendency towards a beneficial impact of the endothelial component. Assessing the impact of this approach on the vascularization of thicker tissues will prove useful for the development of voluminous substitutes to counteract adipose defects in reconstructive surgery. Lastly, inflammation developing upon tissue grafting can have detrimental effects on engineered tissues. It is therefore important to study its impact on reconstructed tissues and their components. We used the hrAT model containing a preformed capillary network to study the impact of an inflammatory microenvironment on the capillary network within a three-dimensional adipose context. We hypothesized that a prolonged inflammatory context, created in vitro with tumor necrosis factor (TNF) and interleukin-1β (IL-1β), would impact hrAT’s secretory profile and mediate detrimental effects on the microvascular network. Analysis of conditioned media established tissue responsiveness. A disorganization of the capillary network was observed after a chronic exposure of three and six days to TNF and IL-1β and was characterized by a decrease of its extent and complexity. This disorganization was in part due to apoptosis. The hrAT model will allow the elaboration of strategies aiming at preserving the capillary network and the development of adipose tissue substitutes better suited to face inflammatory conditions in vivo. Overall, this work contributes to the advancement of the field of adipose tissue engineering through the optimization of MRI parameters for the follow-up of engineered adipose grafts but also through the development of hrATs that possess an advantageous in vivo performance in addition to being relevant three-dimensional in vitro models.<br>White adipose tissue is one of the most abundant tissues of the human body and it represents its largest energy storage depot. It is also known as a secretory and endocrine organ acting remotely to influence many biological processes in addition to being a source of multipotent stromal/stem cells. Many patients suffer from adipose tissue deficits resulting from tumor resection, accidents, deep burns, congenital anomalies, etc. Tissue engineering represents a promising alternative to traditional approaches to answer the strong demand in adipose substitutes to counteract tissue loss using reconstructive surgery. In order to determine the in vivo performance of adipose tissue substitutes produced by tissue engineering and to maximize preclinical studies, it is crucial to develop biomedical imaging methodologies allowing graft delineation as well as volume and perfusion analyses. Therefore, human reconstructed adipose tissues (hrATs) containing mature functional adipocytes in addition to a natural extracellular matrix were produced according to the self-assembly approach of tissue engineering from adipose-derived stromal/stem cells and were next implanted into athymic mice. We hypothesized that magnetic resonance imaging (MRI) would allow an improved analysis of the in vivo performance of hrATs by promoting the non-invasive and longitudinal follow-up of graft volume and blood perfusion after implantation. Indeed, T1-weighted MRI allowed graft delineation and determination of their volume. Volume retention was evaluated up to six weeks after implantation, revealing a gradual resorption averaging at 44 % of initial substitute’s volume. Blood perfusion was confirmed 14 and 21 days after grafting. The persistence of numerous adipocytes within a rich extracellular matrix was also confirmed. This study described, for the first time, the optimal parameters necessary to achieve efficient MRI visualization of grafted tissue-engineered adipose substitutes. Ensuring a timely perfusion of engineered grafts is important to favor their survival. We hypothesized that the incorporation of an endothelial component into hrATs would be advantageous for the tissues and their global vascularization. Three days after the implantation into nude mice, an extended human capillary network connecting with the host network by anastomosis was detected within the grafts containing an endothelial component. The human capillary network persisted at least 14 days and murine red blood cells were detected within human structures. The global vascularization analysis also unveiled a tendency towards a beneficial impact of the endothelial component. Assessing the impact of this approach on the vascularization of thicker tissues will prove useful for the development of voluminous substitutes to counteract adipose defects in reconstructive surgery. Lastly, inflammation developing upon tissue grafting can have detrimental effects on engineered tissues. It is therefore important to study its impact on reconstructed tissues and their components. We used the hrAT model containing a preformed capillary network to study the impact of an inflammatory microenvironment on the capillary network within a three-dimensional adipose context. We hypothesized that a prolonged inflammatory context, created in vitro with tumor necrosis factor (TNF) and interleukin-1β (IL-1β), would impact hrAT’s secretory profile and mediate detrimental effects on the microvascular network. Analysis of conditioned media established tissue responsiveness. A disorganization of the capillary network was observed after a chronic exposure of three and six days to TNF and IL-1β and was characterized by a decrease of its extent and complexity. This disorganization was in part due to apoptosis. The hrAT model will allow the elaboration of strategies aiming at preserving the capillary network and the development of adipose tissue substitutes better suited to face inflammatory conditions in vivo. Overall, this work contributes to the advancement of the field of adipose tissue engineering through the optimization of MRI parameters for the follow-up of engineered adipose grafts but also through the development of hrATs that possess an advantageous in vivo performance in addition to being relevant three-dimensional in vitro models.

L’obésité et ses complications sont caractérisées par une dysfonction d’un organe clé le tissu adipeux. Le but ce travail était d’identifier des biomarqueurs du tissu adipeux pouvant être impliqués dans la physiopathologie de l’obésité et de ses complications. L’étude du profil transcriptionnel dans le tissu adipeux dans une situation d’obésité extrême par mutation génétique du gène de la leptine et dans un autre modèle de restriction calorique, ont permis d’identifier la protéine SAA comme un nouveau biomarqueur exprimé dans le tissu adipeux. Nous avons montré que la SAA est produite chez le patient massivement obèse par l’adipocyte et participe à l’élévation de la concentration plasmatique. La SAA est un marqueur d’adiposité (augmentation de la masse grasse totale et d’hypertrophie adipocytaire). L’augmentation de la SAA au niveau du tissu adipeux est liée à une augmentation de l’inflammation au sein de ce tissu et en particulier à l’infiltration macrophagique. D’autres mécanismes pourraient également être en jeu tels que l’augmentation systémique des cytokines proinflammatoires (TNF, IL6, IL1), l’hypoxie, le métabolisme des glucocorticoïdes. L’expression et la production de la SAA par l’adipocyte diminuent avec la perte de poids induite par une restriction calorique parallèlement à une diminution de l’inflammation du tissu adipeux (diminution du nombre de macrophages et modification génique du profil inflammatoire). Des résultats préliminaires nous laissent supposer que la SAA adipocytaire pourrait être impliquée dans le métabolisme du cholestérol dans l’adipocyte et dans l’infiltration macrophagique. Sur le plan systémique, la SAA circulante n’est pas un marqueur d’insulinorésistance chez le sujet massivement obèse mais est augmentée dans le syndrome d’apnées du sommeil. Les propriétés décrites de la SAA dans la dysfonction des HDL et l’athérosclérose nous laissent supposer que la SAA pourrait faire le lien entre obésité, syndrome d’apnées du sommeil et athérosclérose<br>Obesity and its complications are characterized by a dysfonction of a key organ, the adipose tissue. The goal of this work was to identify biomarkers of adipose tissue being able to be implied in the physiopathology of obesity and its complications. The study of the transcriptional profiling in adipose tissue in an extreme situation of obesity induced by a leptin receptor mutation and in another model of caloric restriction, made it possible to identify protein SAA like a new biomarker expressed in adipose tissue. We showed in morbidly obese subjects that SAA is produced by the adipocyte and takes part in the rise in the plasmatic concentration. The SAA is a marker of adiposity (increase in the fat mass and adipocyte hypertrophy). The increase in the production of SAA in adipose tissue is related to an increase in the inflammation within this tissue and in particular associated with an infiltration of macrophages. Other mechanisms could also be concerned as the systemic increase in the proinflammatory cytokines (TNF , IL6, IL1), hypoxia, metabolism of the glucocorticoids. The expression and the production of SAA by the adipocyte decrease with caloric restriction-induced weight loss parallel to a reduction in the adipose tissue inflammation (reduction in the number of macrophages and modification in expression of inflammatory genes). Preliminary results let us suppose that the adipose SAA could be implied in the metabolism of cholesterol and in the macrophagic infiltration in adipose tissue. On the systemic level, the circulating SAA is not a marker of insulinoresistance in massively obese subject but is increased in the obstructive sleep apnea syndrome. The described properties of the SAA in the HDL dysfonction and in atherosclerosis let us suppose that the SAA could establish the link between obesity, obstructive sleep apnea syndrome and atherosclerosis

L’obésité est un facteur de risque pour de nombreuses maladies telles que le diabète de type 2 et les maladies cardiovasculaires. La prokinéticine-2 a été caractérisée comme une hormone anorexigène qui joue un rôle dans la régulation de l’appétit et le métabolisme énergétique via une action sur le récepteur PKR2 au niveau centrale.Cette étude consiste à étudier l’implication de la PK2 et de PKR1 dans le tissu adipeux et dans la physiopathologie de l’obésité. Les souris PKR1-/- dans lesquelles le gène codant pour PKR1 est totalement inactivé, présentent une obésité par hyperplasie, du fait de la prolifération des préadipocytes. Les souris PKR1-/- présentent un état diabétique, avec une insensibilité à l’insuline accrue et une forte intolérance au glucose. Les souris aP2-PKR1-/- dans lesquelles PKR1 est spécifiquement inactivé dans le tissu adipeux, présentent, elle aussi, une obésité hyperplasique, due de la prolifération des préadipocytes. In vitro, nos résultats montrent que la PK2 est capable d’inhiber la différenciation des préadipocytes en inhibant la prolifération des préadipocytes lors de la phase d’expansion clonale mitotique. Nos résultats permettent d’envisager un rôle de la PK2 et de son récepteur PKR1 dans le traitement de l’obésité<br>Obesity is a risk factor for various disorders such as type 2 diabetes and cardiovascular diseases. The prokineticins, prokineticin-1 and prokineticin-2 bind two similar G protein-coupled receptors, PKR1 and PKR2. Prokineticin-2 is an anorexigenic hormone that plays a role in appetite regulation and energy metabolism, via a direct hypothalamic mechanism. Since adipocytes express mainly PKR1, we investigated the role of PKR1 in adipocyte functions. PKR1-null mutant mice exhibit increased body weight that is due to an increased visceral fat mass. Mutant adipose tissue is characterized by adipocyte hyperplasia due to an increase in number of proliferating preadipocyte. Mutant adipocytes exhibit downregulation of insulin signaling that is associated with glucose and insulin tolerance. Adipocyte-specific aP2-PKR1 knockout mice present also an increased visceral adipose tissue that lead to a slight increased body weight. Fat mass is also characterized by an hyperplasia and an increased preadipocyte proliferation. This mice present slight metabolic changes. Utilizing 3T3-L1 murine preadipocytes, our study reveals that prokineticin-2 exerts an antiadipogenic function in murine cells. Inhibition of adipogenesis mediated by prokineticin-2 involved PKR1. Prokineticin-2 also inhibits proliferation of preadipocytes. These results suggest that prokineticin-2 via PKR1 signaling plays a crucial role in adipogenesis and adipose tissue hyperplasia

L'obésité est associée à un état inflammatoire systémique de bas niveau et à une production excessive de cytokines pro-inflammatoires dans le tissu adipeux (TA). La principale source de ces cytokines est le macrophage qui a été décrit pour s'accumuler dans le TA au cours de l'obésité. Ces travaux de thèse ont pour but de caractériser et d'analyser le rôle potentiel des partenaires immunitaires des macrophages, les lymphocytes dans le TA. Nos travaux montrent que le nombre de lymphocytes présents dans le TA humain augmente avec l'indice de masse corporelle (IMC) des patients ainsi qu'avec la localisation viscérale du TA. Les lymphocytes du TA humain sont majoritairement des cellules TCD3+, CD4+ et CD8+, effecteurs et mémoires. Nos études sur les milieux conditionnés par les lymphocytes CD3+ isolés du TA ont permis de démontrer que les lymphocytes ont un effet anti-adipogénique sur les cellules progénitrices. Sur les adipocytes matures, ils inhibent l'effet de l'insuline sur l'expression des enzymes de la lipogenèse. Les modèles animaux montrent une cinétique complexe de trafic des cellules immunes dans le TA au cours du développement de l'obésité et une accumulation forte de cellules natural killer et de macrophages dans le TA de souris immunodéficientes. L'ensemble de ce travail a permis de caractériser les populations lymphocytaires présentes dans le TA humain et de montrer que leurs productions peuvent moduler le métabolisme mais également la différenciation adipocytaire humaine. Les résultats obtenus sur les modèles murins suggèrent que les lymphocytes du TA pourraient exercer un rôle protecteur en limitant le développement d'une réaction inflammatoire innée excessive<br>Obesity is associated to a low level systemic inflammatory state and to an excessive production of pro-inflammatory cytokines in adipose tissue. These cytokines are mainly produced by macrophages, previously described to accumulate in adipose tissue (AT) during obesity. My PhD work has been focussed on characterizing and analyzing the potential role of lymphocytes, immune partners of macrophages. Our results show that the number of lymphocytes presents in AT increases with the body mass index (BMI) and with the visceral AT location. Human AT lymphocytes are mainly effector and memory CD3+ CD4+ and CD3+ CD8+ T cells. A study on AT CD3+ lymphocyte-conditioned media allowed us to demonstrate an anti-adipogenic effect of lymphocytes on AT progenitor cells. In addition, these media inhibit the insulin-mediated effect on the expression of lipogenic enzymes from mature adipocytes. Murine models show a complex traffic of immune cells in adipose tissues during the onset of obesity and a marked accumulation of natural killer cells and macrophages in AT from immunodeficient mice. All these results allowed us to characterize the lymphocyte populations of the human AT and to demonstrate that their productions can modulate both the metabolism and the adipocyte differentiation. The data obtained on murine models suggest that adipose tissue lymphocytes could have a protective role limiting the development of an excessive innate inflammatory reaction

La lipogenèse de novo représente la synthèse de nouvelles molécules d'AG à partir de substrats non lipidiques, particulièrement le glucose. Les deux sites lipogeniques principaux sont le foie et le tissu adipeux. Chez l'homme la lipogenèse hépatique est modulable par l'alimentation, mais reste faibles. La lipogenèse adipocytaire est peu connue mais est considérée comme mineure. Chez le rat, la lipogenèse adipocytaire est plus active que chez l'home. Cependant, les alimentations entre les deux espèces sont différentes (glucidique pour l'animal et plus lipidique pour l'homme). Nous avons donc comparé la capacité lipogenique adipocytaire chez l'homme et le rat dans des conditions nutritionnelles comparables, chaque espèce recevant une alimentation soit hyperlipidique (HL), soit hyperglucidique (HG). Des sujets humains contrôlés et obèses consommant leur alimentation habituelle ont également été inclus. Il en ressort que la capacité lipogenique du tissu adipeux est plus faible chez les sujets humains contrôlés que chez le rat, et est encore plus réduite chez les sujets obèses. Cette différence n'est pas due à des variations du rapport lipides/glucides dans l'alimentation. Il est apparu que le tissu adipeux n'était pas sensible à ces variations alors que le foie l'était. Nous avons donc dans un second temps comparé les résponses du foie et du tissu adipeux à des varations nutritionnelles. Chez l'homme, nous avons étudié la réponse de la voie lipogenique dans ces deux tissus lors d'un régime HG/hypercalorique ainsi que lors d'un régime HG supplémenté en glucides non-digestibles. Il est apparu que le foie était sensible à ces deux régimes : la lipogenèse hépatique était augmentée au cours du premier régime et diminuée au cours du second. En revanche la lipogenèse adipocytaire n'était modifiée par aucun de ces deux régimes. Chez l'animal, nous avons étudié des rats recevant une alimentation soit Hg soit HL à l'état nourri et à jeun. L'expression de la voie lipogenique dans le foie était diminuée lors du régime HL et effondrée au cours du jeûne. Les variations étaient moins marquées dans le tissu adipeux. Cette baisse d'expression des gènes lipogeniques semblait plus due aux variations de l'expression de SREBP-1c qu'à celles de ChREBP. Son expression n'est modifiée in vitro qu'en présence de concentrations élevées de glucose. Afin de mimer ces conditions, nous avons mesuré l'expression de ChREBP et des gènes lipogeniques dans le tissu adipeux de souris surexprimant (SE) ou invalidées (KO) pour GLUT4. L'expression de FAS et d'ACC1 était augmentée chez les souris SE et diminuée chez les souris KO. Ces variations étaient parallèles à celles de CrREBP mais pas de SREBp-1c, confortant ainsi l'idée que ChREBP est un médiateur de l'action du glucose sur la lipogenèse

Le tissu adipeux est traditionnellement décrit comme étant constitué de lobules : des entités de formes ovoïdales composées de cellules et de vaisseaux et faiblement connectées entre elles.Récemment, il a été montré qu’un potentiel métabolique spécifique (le browning) co-localise avec cette organisation en lobules au sein d’un même tissu. Dans ce travail de thèse, nous nous intéressons à décrire plus précisément l’organisation structurelle et fonctionnelle du tissu adipeux selon plusieurs aspects. Dans un premier temps, on s’attache à segmenter les lobules du tissu adipeux en utilisant une méthode de traitement d’image originale. Nous mettons en évidence une organisation 3D complexe et suivant plusieurs échelles. En particulier, il semble que le potentiel de browning soit également lié à une organisation structurelle particulière en clusters de lobules. Dans un second temps, à partir d’imagerie 3D, nous reconstruisons le réseau vasculaire entier du tissu adipeux et réalisons une simulation d’écoulements sanguins micro-vasculaires. Plusieurs hétérogénéités structurelles et fonctionnelles sont alors mises en valeurs à l’aide d’une analyse en communautés qui composent le tissu adipeux (par algorithme de clustering). Ces résultats confirment l’existence d’une zone centrale fortement vascularisée et qui se démarque également comme étant le lieu d’une perfusion sanguine d’intensité différente. Dans une dernière partie, nous abordons la question de transferts thermiques entre vaisseaux sanguins suivant des géométries simples mais pertinentes. Nous réalisons une étude systématique des paramètres adimensionnels clés du problème et mettons en évidence un invariant des échanges de chaleur : un optimum à faible nombre de Péclet (convection de même ordre que la diffusion). Nous introduisons également une méthode de calibration de paramètres effectifs dans le contexte des modèles homogénéisés de température à travers des tissus vascularisés.

Lors de l’obésité, les défauts d’expansion du tissu adipeux blanc sont à l’origine des désordres métaboliques. Lorsque les adipocytes atteignent leurs capacités maximales de stockage de triglycérides, des dépôts ectopiques de lipides apparaissent dans le foie et le muscle conduisant à la résistance à l’insuline. De plus, les adipocytes dysfonctionnels sécrètent des facteurs d’alertes établissant une inflammation dans le tissu adipeux. Cette inflammation est médiée par les communications entre les adipocytes et les cellules immunitaires qui sont contrôlées par l’endocytose et le trafic intracellulaire. L’endocytose et les protéines Rab gouvernant ce processus pourraient être des éléments clés de l’expansion du tissu adipeux. L’équipe a démontré que l’expression de Rab4b était diminuée dans le tissu adipeux de patients obèses diabétiques et de souris obèses. Nos travaux montrent que l’expression de Rab4b est diminuée dans les lymphocytes T du tissu adipeux de souris et de patients obèses. L’invalidation de Rab4b dans les lymphocytes T in vivo induit une résistance à l’insuline et une accumulation d’acides gras dans le foie et dans le muscle sous régime normal. Ces défauts sont dus à une inhibition de l’adipogenèse par l’IL-6 et l’IL-17, limitant l’expansion du tissu adipeux. L’augmentation de ces cytokines pro-inflammatoires est une conséquence de l’augmentation du nombre de lymphocytes Th17 et une diminution des lymphocytes T régulateurs. Nous décrivons un nouveau mécanisme par lequel l’expression de Rab4b dans les lymphocytes T régule les complications métaboliques de l’obésité en changeant les sous-populations de cellules immunitaires dans le tissu adipeux<br>Expendability defect of adipose tissue during obesity is at the basis of obesity-related metabolic complications. Indeed, when adipocytes reach their maximal triglyceride storage capacity, ectopic lipid depots are appearing in liver and muscles, leading to insulin resistance. Moreover, dysfunctional adipocytes secrete alarming factors leading to adipose tissue inflammation. This inflammation is sustained by adipocytes and immune cells communications that are controlled by endocytosis and intracellular trafficking. Endocytosis and its governing proteins, the Rab GTPases, could be pivotal in the regulation of adipose tissue expandability. Our team has demonstrated that Rab4b expression is reduced in obese diabetic patients and mice adipose tissues. The present work demonstrates that Rab4b is decreased in adipose tissue T cells in both obese patient and mice. The depletion of Rab4b in T cells in vivo leads to insulin resistance and lipid accumulation in liver and muscles under normal diet. These defects are due to adipogenesis inhibition by IL-6 and IL-17, which limits adipose tissue expansion. These pro-inflammatory cytokines are increased in adipose tissue of the mice depleted for Rab4b in T cells because the number of Th17 is increased at the expense of the number of regulatory T cells. We describe here a new mechanism in which Rab4b expression in T cells control obesity-related metabolic complications by tuning T cells subpopulations in adipose tissue

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.

Le criblage d'une banque adnc de tissu adipeux brun de rat nous a permis d'isoler le clone d'un recepteur beta-adrenergique atypique: le sous-type beta3. La pharmacologie de ce clone a ete caracterisee sur des cellules transfectees. Ce recepteur beta3 est exprime specifiquement dans les adipocytes. Nous l'avons ensuite mesure dans des tissus ou il coexiste avec d'autres sous-types de recepteurs beta en utilisant le radioligand #3hcgp 12177. Nous avons aussi montre que l'expression du recepteur beta3 est fortement et selectivement diminuee dans les tissus adipeux du rat zucker obese. De plus l'administration d'un agoniste beta3, le ro 168714, a des rats, induit une down-regulation specifique de ce recepteur. Enfin, nous avons pu montrer par 3 approches differentes que le recepteur beta3 est exprime dans le tissu adipeux epiploique humain

Le tissu adipeux sous-cutané (TAsc) est le site préférentiel du stockage postprandial des triglycérides (TG). Quand les capacités d’accrétion sont dépassées, le stockage des TG se fait dans des sites ectopiques du TA et dans des tissus non adipocytaires, par exemple foie et muscles, ce qui entraine de multiples dysfonctionnements dans ces organes et tissus, et permet le développement du syndrome d’insulinorésistance. Chez les sujets obèses, la période postprandiale est caractérisée par des anomalies métaboliques, immunitaires, hormonales, et également par une diminution importante du flot sanguin dans le tissu adipeux (FSTA) sous-cutané. Ce blocage de la perfusion postprandiale du TA a aussi été montrée chez des individus minces qui avaient de très lourds antécédents familiaux de maladies cardiométabolique (obésité, diabète de type 2, maladies cardiovasculaires). Dans cette thèse, on classifiera ces individus comme « non-répondeurs ». À ce jour, peu d’attention a été accordée à ce phénomène. L’hypothèse qui sous-tend cette thèse est que les anomalies du FSTA sont innées ou primaires et sont impliquées très tôt dans le développement de la résistance à l’insuline (RI), du diabète de type 2 et du syndrome métabolique. Le but de notre recherche était donc de vérifier si les altérations du FSTA sont présentes chez les personnes saines et minces, mais à très haut risque de développer une RI ou une maladie cardiométabolique. Nous avons aussi cherché à déterminer les facteurs liés à la non-réponse. Pour cela il nous a fallu explorer certains facteurs hormonaux impliqués dans la régulation du FSTA. Nos résultats montrent que le FSTA est très diminué, à jeun et en postprandial, chez les sujets à haut risque de maladies cardiométaboliques mais encore minces et métaboliquement sains, sans RI. Nous avons aussi montré, pour la première fois, l’effet vasodilatateur du peptide intestinal vasoactif (VIP) dans le TAsc, tout comme le rôle stimulant du système cholinergique dans la régulation postprandiale du FSTA. Cependant, aucun de ces facteurs ne participe au dysfonctionnement du FSTA postprandial chez les non-répondeurs. Des taux répétés de TG plus élevés chez les non-répondeurs et l’association du FSTA avec certains indices de la RI décrits dans la littérature suggèrent que l’altération du métabolisme lipidique suite à la diminution du FSTA puisse servir de médiateur à la détérioration de la sensibilité à l’insuline.<br>Abstract : Subcutaneous adipose tissue (SCAT) is the preferential site of triacylglycerols (TAG) postprandial disposal. When the buffering capacity of SCAT for lipids is exceeded, TAG are disposed in ectopic adipose tissue depots and in non-adipose tissues, such as liver and muscles. Consequently, multiple dysfunctions of these organs and tissues develop including insulin resistance (IR). In obese people, the postprandial period is characterized by metabolic, immune and hormonal alterations, but also by severely altered adipose tissue blood flow (ATBF). Nevertheless, significant alteration of postprandial ATBF was also found in lean individuals with highly positive familiar history of cardiometabolic diseases (obesity, type 2 diabetes, cardiovascular diseases). In the thesis, we term them as "non-responders". Up to date, little attention has been payed to this phenomenon. The underlying hypothesis of this thesis is that alterations in ATBF are inborne or very early and that they participate on the development of IR, type 2 diabetes and metabolic syndrome. Consequently, the aim of our research was to verify if the alterations in ATBF are present in healthy, normal-weight subjects, but at very high risk for development of IR or cardiometabolic diseases. Simultaneously, we searched for factors linked with nonresponsiveness phenomenon. To do this, we examined some hormonal factors in ATBF regulation. Our results confirm the presence of altered fasting and postprandial ATBF in at highrisk subjects for cardiometabolic diseases, but still lean and metabolically healthy, without IR. For the first time, we have also demonstrated the role of cholinergic system in postprandial ATBF regulation, and vasodilatory effect of vasoactive intestinal peptide (VIP) in SCAT. However, none of these factors takes part in postprandial ATBF dysfunction in non-responders. Higher TAG levels repeatedly found in non-responders and the association of ATBF with some indices of insulin sensitivity described in the literature suggest that alteration of lipid metabolism as a result of low ATBF may mediate deterioration of insulin sensitivity.

L’obésité s’accompagne de pathologies comme le diabète de type 2 et les maladies cardiovasculaires, liées à des dérégulations métaboliques et endocriniennes du tissu adipeux blanc (TAB). Au cours du vieillissement, la perte de masse musculaire peut être associée à l’obésité et définit le concept d’obésité sarcopénique. Les traitements mis en œuvre pour contrecarrer ces pathologies n’ont qu’un succès très partiel. Il est donc opportun de développer des stratégies alternatives originales qui pourraient aboutir à des thérapeutiques ciblées. Notre équipe étudie les régulations métaboliques du TAB, source majeure de stockage de l’énergie de l’organisme. Les triglycérides stockés sont libérés à jeun grâce à la lipolyse qui libère les acides gras non-estérifiés (AGNE) et le glycérol dans le sang, comme source d’énergie des autres tissus. En plus de la β-oxydation des AGNE, leur ré-estérification partielle intervient pour limiter leur libération lors de la lipolyse. La glycéronéogenèse est nécessaire à la ré-estérification en situation de jeûne. Des études préalables ont montré que l'administration de citrulline (CIT) pendant trois mois à des rats vieillissants induit une diminution d’environ 40% de la masse viscérale du TAB. Cet acide aminé non protéique est un complément alimentaire donné au cours du vieillissement ou à des sportifs pour augmenter la masse musculaire. Nous avons étudié les effets de la CIT sur des cultures d’explants de TAB de rats. Dans la première partie de ce travail, nous montrons que la CIT a un effet direct lipolytique et anti-glycéronéogénique sur les explants des rats qu’ils soient jeunes ou âgés. Cependant, la libération des AGNE du TAB des rats jeunes est limitée par une augmentation de la capacité oxydative du tissu. Avec l’âge, la masse du TAB augmente en parallèle à l’augmentation d’un état pro-inflammatoire. Afin de comprendre l’influence de ces deux paramètres indépendamment de l’âge, nous avons étudié dans la deuxième partie de ce travail, les effets de la CIT sur les explants de TAB de rats jeunes soumis à un régime contrôle (CD) ou hyperlipidique (HFD). Nous observons une augmentation, induite par la CIT, de la lipolyse et de la capacité ß-oxydative du TAB des rats quel que soit le régime, alors que la glycéronéogenèse est diminuée. Toutefois, les AGNE sont sélectivement libérés par le TAB de rats HFD, en relation avec une réduction drastique de leur ré-estérification. Le NO est un médiateur de ces effets. Dans une troisième partie, nous démontrons que la CIT agit directement sur le TAB de rats CD et HFD pour induire l'expression de la protéine découplante, UCP1, en lien avec le « brunissement » potentiel du TAB par cet acide aminé. Ces effets ne sont pas observés au sein du TAB des rats âgés. L’ensemble de nos résultats établit les bases pour de futures investigations visant à élucider les mécanismes par lesquels la CIT réduit la masse adipeuse et ouvre de nouvelles perspectives thérapeutiques pour lutter contre le surpoids et l’obésité sarcopénique<br>Obesity is frequently associated with type 2 diabetes and cardiovascular diseases, related to metabolic and endocrine dysregulation of white adipose tissue (WAT). During aging, the loss of muscle mass may be associated with obesity and defines the concept of sarcopenic obesity. Treatments implemented to counteract these conditions showed a very partial success. It is therefore appropriate to develop original alternative strategies that could lead to targeted therapies. Our team studies the metabolic regulation of WAT, the major source of energy storage in the body. Non-esterified fatty acids (NEFA) and glycerol are released in the blood from stored triglycerides through lipolysis and used as a source of energy for other tissues. In addition to their β-oxidation, NEFA are re-esterified in part, a process that limits their release in the blood. Glyceroneogenesis is the pathway necessary to NEFA re-esterification in the fasting state. Previous studies showed that administration of citrulline (CIT) for three months to aging rats induced a decrease of approximately 40% of the visceral WAT mass. This non-protein amino acid is given as a dietary supplement during aging or sports to increase muscle mass. We studied the effects of CIT on explant cultures of rat WAT. In the first part of this work, we show that CIT exerts a direct lipolytic and anti-glyceroneogenic effect on explants from rats whether young or old. However, the release of NEFA from the explants of young rats is limited by an increase in the oxidative capacity of the tissue. During aging, WAT mass augments in parallel to the increase in a pro-inflammatory state. To understand the influence of these two parameters regardless of age, we studied in the second part of this work, the effects of CIT on WAT explants from young rats fed a control (CD) or high fat (HFD) diet. We show an CIT-induced increase in lipolysis and beta-oxidative capacity of WAT from rats whatever the diet, while glyceroneogenesis is reduced. However, NEFA are selectively released from WAT of HFD rats, in connection with a drastic reduction of their re-esterification. NO is a mediator of these effects. In the third part of this work, we show that CIT acts directly on WAT from CD and HFD rats to induce the expression of uncoupling protein, UCP1, in line with the potential "browning" of WAT by this amino acid. These effects were not observed in explants from old rats. Altogether our results establish the basis for future investigations aimed at elucidating the mechanisms by which CIT reduces body fat and open new therapeutic perspectives to fight overweight and sarcopenic obesity

Le tissu adipeux (TA) contient une population de cellules souches/progénitrices contenues dans la fraction cellulaire CD34+/CD31- potentiellement capables de participer au renouvellement et à la croissance du TA. Le but de ce travail a été de déterminer la caractérisation phénotypique et génotypique de ces cellules à l'état natif ainsi que l'influence du microenvironnement et de l'état d'obésité sur leur nombre, leurs capacités de prolifération, de différenciation et de migration. Au sein du TA, les cellules CD34+/CD31- ont une localisation stromale et périvasculaire mais sont différentes des péricytes. Le développement excessif du TA est associé à une augmentation de l'expression de certains marqueurs adipogéniques par les cellules CD34+/CD31- et à une diminution de leur nombre. In situ, une fraction des cellules CD34+/CD31- est en phase de prolifération qui est augmentée chez les obèses et qui peut être régulée par les sécrétions des adipocytes matures, des cellules endothéliales capillaires (CECs), des macrophages, ainsi qu'un environnement hypoxique. De plus, les CECs sécrétent un facteur chimiotactique, le stromal derived factor-1, qui induit la migration des cellules CD34+/CD31- du TA via son récepteur, le CXCR-4. Enfin, concernant le contrôle de la différenciation des cellules CD34+/CD31- par le microenvironnement, nous avons montré, in vitro dans nos conditions de culture, que les sécrétions des adipocytes, des macrophages et des CECs ont des effets pro-angiogéniques et anti-adipogéniques. L'ensemble de ce travail a ainsi permis de caractériser l'influence de la " niche adipeuse " sur le contrôle de la prolifération, migration et différenciation des cellules CD34+/CD31- natives du TA<br>Adipose tissue (AT) contains stem/progenitor cells included in the CD34+/CD31- fraction which have adipogenic and angiogenic abilities. The aim of this work was to characterize human CD34+/CD31- cell phenotype and location within AT and to study the effect of the microenvironment on their proliferation, differentiation and mobilization capacities. The present work demonstrate that native AT stem/progenitor cells are positive for the CD34 antigen that is inversely correlated to cell expansion in vitro whereas the expression of pericyte makers is induced by cell culture. The CD34+/CD31- cells are localized in AT stroma and nearby capillaries but rarely display a pericytic position. The CD34+/CD31- cells exhibit a proliferative activity in situ which is increased by the degree of obesity. Concerning the effect of microenvironment on CD34+/CD31- cell proliferation, adipocyte- and capillary endothelial cells (CECs)-conditioned media (CM), hypoxia, leptin, IL-6, LPA, and VEGF, all increase CD34+/CD31- cell proliferation in vitro. Macrophage-CM has an anti-proliferative effect that is suppressed by an antioxidant. During AT extensive development, the appearance of a population of small adipocytes, in situ, is associated with a decrease in CD34+/CD31- cell number and molecular profile modifications toward an adipogenic lineage suggesting a commitment of CD34+/CD31- cells toward an adipogenic phenotype. Conversely, adipocyte-, CECs- and macrophage-CM have an angiogenic activity on CD34+/CD31- cells in vitro. Finally, the migration and differentiation of CD34+/CD31- cells are modulated by CECs in vitro. SDF-1 secreted by CECs promote the chemotaxis and differentiation of CD34+/CD31- cells and thus might contribute to the formation of AT-vascular network during the development of AT. Taken together, these results characterize the influence of the "adipose niche" on the control of AT-stem/progenitor cell proliferation, differentiation and migration

Fibrose du tissu adipeux humain: relations avec l'élasticité du tissu, des changements de poids et les comorbiditiés de l'obésité.Contexte Le remodelage de la matrice extracellulaire (MEC), e.g. la fibrose, est une altération pathologique du tissu adipeux sous-cutané (TAsc) dans l'obésité. La fibrose du TAsc est associée aux troubles métaboliques et à la perte de poids à la chirurgie bariatrique (CB). Un outil non-invasif a été développé pour évaluer l'élasticité du TAsc (la VS) et son lien avec les comorbidités de l'obésité.Hypothèses 1) La VS associée aux troubles métaboliques prédit la perte de poids et les améliorations cardiométaboliques à la CB; 2) La VS est liée avec les collagènes et avec d'autres caractères du TAsc; 3) la VS change avec le remodelage de la MEC du TAsc durant la perte de poids; 4) le développement de l'outil évaluant la VS est utile dans la pratique clinique. Méthodes Une étude clinque a été réalisée chez plus de 100 obèses candidats à la CB, avec les mesures transcriptomique, histologique et secretomique in vitro et ex vivo pour évaluer des altérations du TAsc. La validation de l'outil a été aussi réalisée. Résultats 1) La VS est associée à la fibrose du TAsc, aux paramètres biocliniques, aux anomalies cardiométaboliques chez les obèses morbides; 2) La VS pré-CB prédit la perte de poids d'un an à la CB; 3) Le TAsc subit un remodelage majeur durant la perte de poids, en particulier une augmentation des collagènes qui est lié à une élévation de la dégradation des collagènes, à une diminution du pontage de la MEC, non à un changement détectable de la VS. Ces observations suggèrent une adaptation adéquate de la MEC du TAsc durant la perte de poids. Conlusion : L’exploration du remodelage du TAsc (e.g. la fibrose et la VS) est un intérêt principal dans cette maladie complexe<br>Context Extracellular matrix (ECM) remodeling, e.g. fibrosis, is a hallmark pathological alteration of subcutaneous adipose tissue (scAT) in obesity. ScAT fibrosis associates with metabolic disorders and bariatric surgery (BS)-induced weight loss. ScAT fibrosis increases mechanical stress on adipocytes and induces fibro-inflammation. A non-invasive tool was recently developed to evaluate scAT stiffness, shear wave speed (SWS) and its link with obesity comorbidities. Hypotheses 1) SWS associates with metabolic disorders and predicts BS-induced weight loss and cardiometabolic improvements, 2) SWS is explained by collagen deposition and other structural features; 3) SWS changes with scAT ECM remodeling during weight loss; 4) developing a relevant tool to measure SWS is helpful in clinical practice.Methods We conducted a clinical study in more than 100 obese candidates for BS, combined with a series of in vitro and ex vivo transcriptomic, histological and secretomic measures of tissue alteration. Validation steps were realized to confirm the clinical use of the tool. Results 1) SWS associated with scAT fibrosis, various bioclinical parameters, cardiometabolic abnormalities at baseline in morbid obesity; 2) pre-BS SWS has a predictive role in one-year BS-induced weight loss; 3) scAT underwent major remodeling, particularly collagens accumulation, during BS-induced weight loss. This was related to increased collagen degradation, decreased cross-linking, but not with detectable change in SWS. These observations reflected an adequate ECM adaptation during fat mass loss. Conclusion Exploring scAT remodeling (e.g. fibrosis and stiffness) is of main interest in this complex disease

Les apolipoprotéines L (APOL) forment une famille de protéines conservées chez les mammifères. L’APOL6 murine est principalement exprimée par les adipocytes présents dans le tissu adipeux. Dans un modèle de culture d’adipocytes, l’adipogénèse a causé l’induction de l’expression de l’APOL6. Celle-ci a pu encore être modulée à la hausse par de l’IFNγ, et à la baisse par du TGFβ. Des facteurs élevant la concentration en AMP cyclique ont aussi permis de diminuer l’expression d’APOL6. In vivo, lorsque des souris APOL6 KO ont été nourries par un régime riche en graisses, elles ont pris moins de poids que les souris WT correspondantes. De plus, les adipocytes des souris APOL6 KO obèses étaient plus petits que ceux des contrôles WT. Finalement, la recherche de protéines interagissant avec l’APOL6 par immunoprécipitation a permis de mettre en évidence une majorité de protéines associées au cytosquelette d’actine. En conclusion, l’APOL6 semble être associée au cytosquelette d’actine des adipocytes et permettrait la régulation de la taille de leurs gouttelettes lipidiques.<br>Apolipoproteins L (APOL) are a family of conserved proteins among mammals. Murine APOL6 is mainly expressed by adipocytes in the adipose tissue. In a model of in vitro adipocyte cell culture, adipogenesis induced the expression of APOL6. This expression increased with IFNγ and decreased with TGFβ. Cyclic-AMP elevating agents also decreased the expression of APOL6. In vivo, APOL6 KO mice that were fed with a high fat diet gained less weight than their wild type (WT) counterparts. Furthermore, adipocytes from obese APOL6 KO mice were smaller than those from WT controls. Finally, immunoprecipitation experiments showed that APOL6 probably interacted with actin cytoskeleton proteins within adipocytes. In conclusion, APOL6 is likely associated with the actin cytoskeleton in adipocytes and could be involved in the regulation of the size of lipid droplets.<br>Option Biologie moléculaire du Doctorat en Sciences<br>info:eu-repo/semantics/nonPublished

Engendrant une prise de poids modérée avec développement du tissu adipeux, le modèle de surnutrition expérimentale permet de comprendre les mécanismes initiaux mis en jeu par le surpoids, à l’origine des pathologies métaboliques. Nous avons entrepris deux études de surnutrition chez des sujets masculins non obèses. Le fer interagissant avec de nombreuses voies en lien avec les maladies métaboliques chroniques, une première étude a consisté à analyser les rapports entre fer et tissu adipeux. Un niveau de fer, plasmatique et tissulaire, plus élevé serait associé à une moindre capacité du tissu adipeux sous cutané (TASC) à stocker les lipides, lors d’une prise de poids modérée (+2,3±0,3kg) liée à une surnutrition lipidique de 56 jours. Au cours d’une deuxième étude, nous avons souhaité savoir si une supplémentation en polyphénols pouvaient moduler la réponse à la surnutrition. Nous avons mené une surnutrition de sucrose et lipides, qui se rapproche du régime occidental, randomisée en double aveugle avec une supplémentation en polyphénols contre placebo. Cette surnutrition de 28 jours a engendré une prise de poids de 2,5±0,3kg avec développement de la masse grasse du tronc, liée à une hypertrophie des adipocytes du TASC abdominal, du contenu en graisse du foie et d’une insulinorésistance hépatique. Les polyphénols ont été associés à un moindre développement du tissu adipeux viscéral par rapport au TASC abdominal et une plus importante augmentation de l’adiponectine plasmatique. Le modèle de surnutrition expérimental est un outil essentiel pour développer des stratégies adaptées à la prévention des maladies métaboliques liées au surpoids<br>Generating moderate weight gain with adipose tissue development, experimental overfeedings allow us to understand the initial mechanisms involved with overweight and obesity, underlying metabolic pathologies. We undertook two overfeeding studies in non obese men. Iron interacting with many pathways related to chronic metabolic diseases, we analyzed the links between iron and adipose tissue in a first study. A higher level of iron, plasma and tissue, seems to be associated with a lower capacity of subcutaneous adipose tissue (SCAT) to store lipids, during a moderate weight gain (+2.3 ±0.3kg) related to 56 days of lipid overfeeding. In a second study, we wanted to know if a supplementation with polyphenols could modulate the response to overfeeding. We therefore conducted a study with a sucrose and lipid overfeeding, closer to the western diet, randomized, double-blinded with a polyphenol supplementation versus placebo. This 28-days overfeeding resulted in a 2.5±0.3 kg weight gain with development of trunk fat, of enlarged adipocytes in the abdominal SCAT, increase in liver fat content and hepatic insulin resistance. Polyphenols were associated with lower visceral adipose tissue development compared to abdominal SCAT and a greater increase in plasma adiponectin. The model of experimental overfeeding is an essential tool to develop adapted strategies for the prevention of metabolic diseases related to weight gain

L’épidémie d’obésité est maintenant bien répandue à l’échelle mondiale. Toutefois, il existerait une relation distincte entre les différents dépôts adipeux et la santé cardiométabolique des individus. Celle-ci pourrait expliquer l’hétérogénéité observée au sein de la population avec une obésité et le fait que certains individus ne présentent pas les complications associées à l'obésité et sont qualifiés de metabolically healthy obese (MHO). Dans le cadre de ma maitrise, je me suis intéressée aux différences entre certains dépôts adipeux, mais également à la dysfonction du tissu adipeux (TA) dans sa globalité, et ce, en situation d’obésité. Dans un premier temps, nous avons étudié chez des femmes avec une obésité sévère, les différences régionales relatives à l’expression de plusieurs gènes impliqués dans certaines fonctions métaboliques et sécrétoires de trois dépôts adipeux intra-abdominaux ainsi que leurs associations respectives avec plusieurs marqueurs du profil cardiométabolique. Les trois dépôts adipeux étudiés ne présentent pas les mêmes caractéristiques fonctionnelles relativement aux différents gènes évalués. De plus, les relations entre l’expression de ces gènes et la résistance à l’insuline et certains biomarqueurs inflammatoires ne sont pas semblables dans les trois dépôts évalués. Dans un deuxième temps, nous avons vérifié si l’adiposopathie, évaluée par le rapport adiponectine/leptine (A/L) et reflétant la santé globale du TA, influence la résistance à l’insuline, chez des femmes sédentaires et avec une obésité modérée, avant et après un programme d'activité physique aérobie de 16 semaines. Nous avons observé que le rapport A/L n’est pas modifié à la suite du programme d’entrainement, bien que l’homéostasie du glucose et de l’insuline le soit avant et après notre intervention. À la lumière de nos résultats, il serait pertinent de considérer l’importance des différents dépôts adipeux et plus particulièrement la répercussion de leur état fonctionnel sur la santé cardiométabolique de femmes avec une obésité.<br>L’épidémie d’obésité est maintenant bien répandue à l’échelle mondiale. Toutefois, il existerait une relation distincte entre les différents dépôts adipeux et la santé cardiométabolique des individus. Celle-ci pourrait expliquer l’hétérogénéité observée au sein de la population avec une obésité et le fait que certains individus ne présentent pas les complications associées à l'obésité et sont qualifiés de metabolically healthy obese (MHO). Dans le cadre de ma maitrise, je me suis intéressée aux différences entre certains dépôts adipeux, mais également à la dysfonction du tissu adipeux (TA) dans sa globalité, et ce, en situation d’obésité. Dans un premier temps, nous avons étudié chez des femmes avec une obésité sévère, les différences régionales relatives à l’expression de plusieurs gènes impliqués dans certaines fonctions métaboliques et sécrétoires de trois dépôts adipeux intra-abdominaux ainsi que leurs associations respectives avec plusieurs marqueurs du profil cardiométabolique. Les trois dépôts adipeux étudiés ne présentent pas les mêmes caractéristiques fonctionnelles relativement aux différents gènes évalués. De plus, les relations entre l’expression de ces gènes et la résistance à l’insuline et certains biomarqueurs inflammatoires ne sont pas semblables dans les trois dépôts évalués. Dans un deuxième temps, nous avons vérifié si l’adiposopathie, évaluée par le rapport adiponectine/leptine (A/L) et reflétant la santé globale du TA, influence la résistance à l’insuline, chez des femmes sédentaires et avec une obésité modérée, avant et après un programme d'activité physique aérobie de 16 semaines. Nous avons observé que le rapport A/L n’est pas modifié à la suite du programme d’entrainement, bien que l’homéostasie du glucose et de l’insuline le soit avant et après notre intervention. À la lumière de nos résultats, il serait pertinent de considérer l’importance des différents dépôts adipeux et plus particulièrement la répercussion de leur état fonctionnel sur la santé cardiométabolique de femmes avec une obésité.<br>It is well established that obesity has reached epidemic proportions throughout the world. However, it appears that a distinctive relationship exists between each fat depot and the cardiometabolic profile of individuals with obesity. This relationship might explain the presence of different phenotypes within the obese population and the fact that some individuals do not display the cardiometabolic complications associated with this condition which corresponds to the metabolically healthy obese profile named MHO. In this context, the primary aim of this thesis was to investigate different intra-abdominal fat depots and adipose tissue (AT), in terms of their dysfunctions and their respective associations with adverse cardiometabolic complications. Firstly, we compared regional variations in gene expression involved in some AT metabolic and secretory functions and their respective associations with cardiometabolic markers, in women with severe obesity. Our results indicate that the three intra-abdominal fat depots are characterized by different functional characteristics. Moreover, relationships between AT gene expression and insulin resistance as well inflammatory biomarkers differ within each fat depot. Secondly, we investigated the relationship between adiposopathy assessed as the adiponectin/leptin (A/L) ratio and glucose-insulin homeostasis in sedentary women with moderate obesity, before and after an aerobic training program of 16 weeks. Adiposopathy was not modified by aerobic training, despite changes in glucose-insulin homeostasis. However, the A/L ratio was an independent and significant predictor of glucose-insulin homeostasis indices, at pre- and postintervention. Our results suggest that it would be relevant to examine the contribution of various fat depots and more particularly the impact of their functional status on the cardiometabolic health of women with obesity<br>It is well established that obesity has reached epidemic proportions throughout the world. However, it appears that a distinctive relationship exists between each fat depot and the cardiometabolic profile of individuals with obesity. This relationship might explain the presence of different phenotypes within the obese population and the fact that some individuals do not display the cardiometabolic complications associated with this condition which corresponds to the metabolically healthy obese profile named MHO. In this context, the primary aim of this thesis was to investigate different intra-abdominal fat depots and adipose tissue (AT), in terms of their dysfunctions and their respective associations with adverse cardiometabolic complications. Firstly, we compared regional variations in gene expression involved in some AT metabolic and secretory functions and their respective associations with cardiometabolic markers, in women with severe obesity. Our results indicate that the three intra-abdominal fat depots are characterized by different functional characteristics. Moreover, relationships between AT gene expression and insulin resistance as well inflammatory biomarkers differ within each fat depot. Secondly, we investigated the relationship between adiposopathy assessed as the adiponectin/leptin (A/L) ratio and glucose-insulin homeostasis in sedentary women with moderate obesity, before and after an aerobic training program of 16 weeks. Adiposopathy was not modified by aerobic training, despite changes in glucose-insulin homeostasis. However, the A/L ratio was an independent and significant predictor of glucose-insulin homeostasis indices, at pre- and postintervention. Our results suggest that it would be relevant to examine the contribution of various fat depots and more particularly the impact of their functional status on the cardiometabolic health of women with obesity

Le tissu adipeux (TA) est connu pour sa plasticité puisqu'il est capable de s'hypertrophier ou de s'atrophier, en fonction de la situation métabolique de l'individu. Cette plasticité est liée au fait que le TA joue un double rôle dans le maintien de la balance énergétique : il est à la fois i) réserve d'énergie mobilisable (adipocytes blancs) mais également ii) consommateur d'énergie via la thermogénèse (adipocytes bruns, adipocytes beiges). En raison de l'évolution croissante des maladies métaboliques dites de surcharge dans lesquelles ce TA va s'hypertrophier, la majorité des études abordent cette notion de plasticité à l'échelle cellulaire, et se focalise ainsi sur les adipocytes (prolifération, différenciation, activité) et les autres populations cellulaires résidant dans le TA, capables d'interagir avec eux. En revanche, il y a très peu d'études sur cette plasticité à l'échelle tissulaire. Au cours de ma thèse, je me suis intéressée i) à l'organisation tissulaire d'un dépôt de TA blanc (dépôt sous-cutané inguinal) et ii) les conséquences d'une ablation massive du TA blanc. L'ensemble de ce travail a été réalisé chez la souris.A l'aide de l'imagerie 3D sur tissu entier, nous montrons que ce dépôt est hétérogène : il est composé d'une partie dans laquelle il est possible de segmenter des entités fonctionnelles (lobules ?), située au cœur du dépôt, et d'une partie non segmentable, située à la périphérie du dépôt. Cette hétérogénéité structurale est associée à une hétérogénéité fonctionnelle : les deux régions se distinguent en termes de morphologie adipocytaire et de pattern d'expression génique. De plus, seule la partie segmentable répond à la mise au froid des animaux par une up-régulation du niveau d'expression d'Ucp1 et d'autres gènes marqueurs du " brunissement ". Parallèlement à cela, nous montrons que selon la souche de souris (C57bl6 et MRL), la réponse du TA inguinal à une ablation partielle n'est pas la même : chez la souris MRL (rare mammifère capable de régénération), ce dépôt adipeux est capable de régénérer, ce qui n'est pas le cas chez la souris C57Bl/6. La régénération est inhibée chez la souris MRL par un traitement avec un agoniste des récepteurs aux opioïdes (tramadol) alors qu'elle peut être induite chez la souris C57Bl/6 par un antagoniste de ces récepteurs (naloxone). Cette régénération est dépendante d'une forte et intense production d'espèces actives de l'oxygène par les granulocytes. L'utilisation de souris invalidées pour le récepteur mu démontre l'implication de cette sous-famille de récepteurs. Enfin, cet effet des opioïdes est majoritairement le fait des cellules immunitaires, et plus particulièrement les granulocytes. Ces données mettent en exergue une nouvelle vision du TA blanc sous - cutané, qui ne doit pas être considéré comme un tissu inerte mais bel et bien comme un tissu hétérogène complexe (structurellement et fonctionnellement) pouvant être capable de régénération<br>Adipose tissue (AT) is very plastic tissue. During metabolic disease, it would be overdeveloped or atrophy. It is due to the fact that AT is i) energy storage thanks to white adipocyte and ii) energy consumer thanks to brown or brite adipocyte. The cellular composition is very well studied (adipocytes activity, proliferation, differenciation, link between AT stromal cells / adipocytes) but the tissue organization of AT is not known. During my thesis work, we study the i) tissular organization of white AT and ii) AT response after massive removal of white AT. Mice are used for this work. In the first step, our 3 dimensional imaging of white AT shows that AT is heterogeneous tissue: AT has 2 components: segmentable area, in the AT core and non-segmentable area, in the AT periphery. This structural heterogeneity is correlated with functional heterogeneity because segementable area differs to non-segmentable area from adipocyte shape and pattern genic expression. Furthermore, only segmentable area can be respond to cold exposure by Ucp1 up-regulation and browning genes markers. In the second step, massive ablation of subcutaneous white AT is performed on two mice strains: C57Bl/6 and MRL (known to be able to regenerate). MRL mice inguinal AT regenerate, unlike inguinal AT of C57Bl/6 mice. The use of antagonist of opioid receptor (naloxone) treatment leads regeneration AT in C57Bl/6. In opposite, opioid receptor agonist (tramadol) treatment in MRL mice inhibits AT regeneration. AT regeneration is dependant of burst oxydatif production by granulocytes. The use of the receptor knock down mice highlights that is the only receptor is involved in AT regeneration. More precisely, opioids effects are mediated by receptor on granulocyte immune cells

Au cours de l’obésité, le tissu adipeux blanc (TAB) est la cible d’un remodelage cellulaire et structural dont les composants ne sont pas encore entièrement définis et pouvant aboutir à l’apparition de la fibrose. Des données récentes suggèrent que cette fibrose serait impliquée dans le développement des complications métaboliques associées à l’obésité. Des liens ont été mis en évidence entre cette fibrose et l’inflammation fibrohépatique chez les sujets obèses. De plus la fibrose du tissu adipeux sous-cutané semble être liée à la réponse en termes de perte de poids après chirurgie bariatrique. Dès lors l’évaluation conjointe de la fibrose du foie et du tissu adipeux semblerait avoir un intérêt chez les obèses mobides. Le Fibroscan® est un dispositif médical non invasif basé sur l’élastographie impulsionnelle et permettant de mesurer l’élasticité hépatique qui est corrélée à la fibrose. Dans le cadre de ce travail de thèse nous avons posé l’hypothèse de l’existence d’une relation entre les altérations structurelles anatomopathologique (la fibrose) du TAB sous-cutané et les caractéristiques physiques du tissu mesurées par élastométrie impulsionnelle. Un nouvel outil fonctionnant sur le même principe que le Fibroscan®, nommé «Adiposcan™» a été développé pour mesurer la dureté du TAB sous-cutané. Nous avons alors évalué la dureté du TAB sous-cutané du foie chez les obèses morbides et nous avons montré l’association positive entre la fibrose du TAB sous-cutané et sa dureté mesurée par le nouvel outil ainsi que le lien de cette nouvelle mesure avec le diabète et les paramètres métaboliques chez les obèses morbides. Nous avons ensuite étudié les relations entre la fibrose du TAB sous-cutanée et du foie avec les risques liés à l'obésité et leur importance dans la prédiction de la perte de poids après bypass gastrique. Nous avons par ailleurs analysé le problème de la prédiction de la stéatohépatite non alcoolique (NASH) chez les patients obèses. Dans ce cadre, nous avons testé un système d'aide à la décision pour le diagnostic de NASH chez les obèses morbides et nous avons comparé ses performances diagnostiques aux techniques d’apprentissage automatique<br>In obesity, white adipose tissue (WAT) is the target of cellular and structural remodeling whose components are not yet fully understood and can lead to the onset of fibrosis. Recent data suggest that fibrosis is involved in the development of metabolic complications associated with obesity. Links have been found between the fibrosis and liver inflammation in obese subjects. More fibrosis of subcutaneous adipose tissue seems to be related to the response in terms of weight loss after bariatric surgery. Therefore the joint assessment of liver fibrosis and adipose tissue seem to have an interest in morbidly obese. Fibroscan ® is a non-invasive medical device based on elastography and to measure liver stiffness. A new tool called "Adiposcan ™" was developed to measure the stiffness of subcutaneous WAT in morbidly obese with Adiposcan ™ and showed its association with subcutaneous WAT fibrosis this new measure with diabetes and metabolic parameters. We then studied the effects of fibrosis and its impact on the resistance to weight loss after gastric bypass. Finally we are interested in the prediction of non-alcoholic steatohepatitis in morbidly obese patients

Nos travaux menés chez les sujets en surpoids ont permis d'étudier l'effet de l'exercie musculaire aigu et de l'entraînement en endurance sur la lipolyse du tissu adipeux sous-cutané abdominal (TASCA), évalué par microdialyse et sur l'oxydation lipidique, évaluée par calormétrie indirecte. Chez le sujet en surpoids et de sexe masculin, la lipolyse eu TASCA au cours de l'exercice musculaire est principalement controlée par la voie anti-lipolytique α2-adrénergique et par une voie lipolytique non-adrénergique impliquant très probablement le peptide atrial natriurétique. [. . . ]

Les lignées préadipocytaires clonales HGFU et BFC-1 ont été établies à partir du tissu adipeux blanc péréiepididymaire (HGFu) et du tissu adipeux brun interscapulaire (BFC-1) de souris C57BL/6J non obèses. Les cellules de ces lignées se convertissent en adipocytes et presentent in vitro les principales caractéristiques morphologiques, biochimiques et de réponse hormonale des adipocytes in vivo. Une étude comparative a été effectuée entre la lignée HGFU et la lignée préadipocytaire Ob17 issue de la souris génétiquement obèse. Les résultats de cette étude ont permis de conclure à l'absence de différences intrinsèques significatives entre les deux lignées tant sur le plan de leur développement en adipocytes que sur celui de leurs réponses aux hormones. D'autre part, l'étude de l'ATPase (na+, k+), dépendante infirme l'hypothèse selon laquelle une réduction du niveau de cette enzyme puisse être le défaut primaire responsable de ce type d'obésité. Alors que le processus de différenciation des cellules BFC-1 et Ob17 est similaire, leurs réponses à court et à long terme aux agonistes ß-adrénergiques sont sensiblement différentes

Des données épidémiologiques humaines ou d’expériences de programmation fœtale chez les ruminants suggèrent que la croissance fœtale des TA impacte leur croissance post-natale et notamment leur masse (et donc l’adiposité corporelle). Chez les bovins, l’adiposité influe sur leur efficacité productive et module les rendements de carcasse et la qualité des viandes. Un préalable à la compréhension des mécanismes de programmation fœtale de la croissance des TA est une meilleure connaissance des mécanismes qui sous-tendent la croissance des TA chez le fœtus, connaissance encore très fragmentaire à ce jour quelle que soit l’espèce. Dans ce contexte, notre objectif était d’identifier les mécanismes cellulaires et moléculaires de la croissance fœtale des TA chez le bovin et d’en étudier la variabilité. Nous avons combiné des mesures de cellularité, d’histologie, d’expression de gènes et de protéomique pour décrire l’ontogenèse des TA perirenal et intermusculaire chez des bovins de 110, 180, 210 et 260 jours post-conception conception (jpc). Entre 110 et 260 jpc (38 et 90 % de la gestation, respectivement) l’augmentation du poids de TA périrénal résulte d’une augmentation du volume mais surtout du nombre d’adipocytes et s’accompagne de variations dans l’abondance de 128 protéines parmi les 143 identifiées et communes aux quatre âges fœtaux étudiés. Parmi ces protéines, certaines jamais décrites dans le TA pourraient contribuer à l’hyperplasie des précurseurs adipeux (TCP1, FKBP4. . ), notamment en contrôlant la progression du cycle cellulaire, l’apoptose et en retardant la différenciation adipocytaire. L’âge 180 jpc est un stade fœtal clé de transition entre la prolifération et la différenciation adipocytaire. Une augmentation de l’abondance de nombreuses protéines impliquées dans la différenciation et l'augmentation du volume des adipocytes est observée à partir de 180 jpc. D’autres protéines sont impliquées dans la synthèse d’ATP couplée à la chaîne respiratoire, contrairement au découplage nécessaire pour la thermogenèse si les TA fœtaux étaient bruns (concept couramment admis). Ce résultat, associé à la présence de nombreux adipocytes uniloculaires et très peu d’adipocytes multiloculaires dès 180 jpc montrent que les TA fœtaux jusqu’à 260 jpc ont essentiellement des caractéristiques moléculaires et cellulaires de TA blancs. En outre, à 260 jpc, les TA périrénal et intermusculaire des fœtus Holstein comparés aux Charolais et Blond d’Aquitaine, ont de plus fortes expressions de gènes impliqués dans la lipogenèse, la lipolyse et la fonction endocrine des adipocytes. Le nombre total d’adipocytes dans le TA périrénal est toutefois plus faible chez les Holstein, si bien que le poids de TA périrénal ne diffère pas entre les trois races. Enfin, quelle que soit la race, les caractéristiques cellulaires et métaboliques des TA périrénal et intermusculaire sont identiques<br>Both epidemiological and foetal programming studies in ruminants suggest that foetal growth of AT impact their postnatal growth (and therefore body fat mass). In bovine, adiposity influences productive efficiency and modulates carcass yield and meat quality. A prerequisite to understand the mechanisms of foetal programming of AT growth is to improve our knowledge on the mechanisms underlying the AT growth in foetus, which are still very poorly known whatever the species. In this context, our objective was to identify the cellular and molecular mechanisms that sustain the foetal AT growth in bovine and to study its variability. We combined measurements of chemical composition, cellularity, histology, gene expression and proteomics to describe the ontogeny of perirenal and intermuscular AT in bovine at 110, 180, 210 and 260 days post conception (dpc). Between 110 and 260 dpc (38 and 90% of gestation length, respectively) the increase of the weight of perirenal AT resulted from an increase in the adipocyte volume and mainly number, that were accompanied by changes in the abundance of 128 proteins among the 143 proteins identified and common to the four foetal ages studied. Among the identified proteins, some of them have never been described in the AT and may contribute to hyperplasia of adipose precursors (TCP1, FKBP4, etc. ), by controlling cell cycle progression, apoptosis and/or by delaying adipocyte differentiation. The age of 180 dpc seems to be a pivotal age for the transition between proliferation and differentiation of adipocyte progenitors. An increase in the abundance of many proteins involved in differentiation and in the increase in adipocyte volume was observed from 180 dpc. Elsewhere, we also identified proteins that are involved in the ATP synthesis coupled to the respiratory chain, which is opposed to commonly accepted concept that foetal AT is brown and expresses uncoupling necessary for thermogenesis. This result, associated with the presence of numerous unilocular adipocytes and few multilocular adipocytes from 180 dpc, shows that foetal ATs up to 260 dpc have mainly molecular and cellular characteristics of white AT. In addition, at 260 dpc, perirenal and intermuscular AT from Holstein foetuses, compared with Charolais and Blond d'Aquitaine, had greater adipocyte volumes, expression of genes involved in lipogenesis, lipolysis and endocrine function of adipocytes. The total number of adipocytes in the perirenal AT was however lower in Holstein, so that the weight of perirenal AT did not differ between the three breeds. Lastly whatever the breed, perirenal and intermuscular AT had similar metabolic and cellular characteristics

Le génie tissulaire permet de reconstruire des tissus conjonctifs et adipeux à partir de cellules stromales/souches du tissu adipeux qui représentent une alternative prometteuse en chirurgie de reconstruction. L’ajout de cellules endothéliales au modèle permet la formation de capillaires in vitro. Comme le tissu adipeux humain sécrète plusieurs facteurs angiogéniques, les réseaux de capillaires formés dans ces tissus conjonctifs et adipeux reconstruits ont été comparés. Le diamètre moyen ainsi que le volume occupé par les capillaires sont similaires entre les deux conditions, bien que les tissus adipeux reconstruits sécrètent davantage d’adipokines lors de l’ajout des cellules endothéliales. Le milieu utilisé pour la coculture influence les profils de sécrétion des tissus, qui se ressemblent au fil du temps passé en culture. Les tissus adipeux et conjonctifs reconstruits supportent la formation d’un réseau de capillaires in vitro et représentent de bons modèles pour l’étude de processus adipogéniques et angiogéniques.<br>Reconstructed connective and adipose tissues produced by tissue engineering with adipose-derived stromal/stem cells represent a promising alternative for reconstructive surgery application. The addition of endothelial cells to the model allows the formation of capillary networks in vitro. Since human adipose tissue secretes numerous angiogenic factors, the capillary networks found in reconstructed adipose tissues were compared to those of the connective tissues. The mean diameter and total volume occupied by capillaries were similar in both conditions. Angiogenic factor secretion was more important in reconstructed adipose tissue-conditioned supernatants at the time of endothelial cells seeding, but using coculture media then affected the adipose and connective tissues secretion profiles as they became similar with time in culture. Both adipose and connective tissues allow the formation of capillaries in vitro and represent innovative models of human adipose tissue for studying adipogenesis and angiogenesis processes.

Le tissu adipeux est un organe important pour la régulation de l'homéostasie énergétique de l'organisme. Constitué majoritairement de lipides, ce tissu représente de plus un lieu de stockage pour de nombreux composés environnementaux lipophiles. Les conséquences de cette accumulation, et plus généralement de l'exposition du tissu adipeux à des polluants environnementaux ont été encore peu étudiées. Pourtant, en modulant les fonctions physiologiques ou le développement de ce tissu, ces polluants pourraient jouer un rôle dans le développement de pathologies telles que l'obésité ou le diabète. Le but de cette thèse était d'améliorer notre compréhension des conséquences de l'exposition du tissu adipeux humain à des xénobiotiques environnementaux. Dans un premier temps, nous avons regardé les capacités de métabolisation des xénobiotiques in situ dans le tissu adipeux humain en caractérisant l'expression des 23 isoformes de cytochromes P450 impliquées dans le métabolisme des xénobiotiques. Nous avons montré que seuls les CYP1B1 et CYP2U1 étaient exprimés dans le tissu adipeux humain et que la voie d'induction AhR était fonctionnelle, alors que les voies d'induction CAR et PXR ne semblaient pas l'être. Dans un deuxième temps, nous avons effectué une étude non ciblée par transcriptomique et métabonomique par 1H-RMN des perturbations induites par le traitement de cultures primaires de préadipocytes humains différenciés in vitro avec 2 polluants en particulier : la 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxine (TCDD) et le mono-2-ethyl hexyl-phthalate (MEHP). L'intégration de ces données a permis la génération d'un nombre important d'hypothèses quant aux mécanismes de toxicité induits par ces composés. Le MEHP en particulier semble posséder un effet pro-différenciateur sur les préadipocytes humains et induire la glycéronéogenèse dans les adipocyte matures, deux mécanismes par lesquels ce polluant pourrait avoir un effet pro-obésifiant chez l'Homme.

Notre laboratoire a isolé à partir de tissu adipeux provenant de nouveau-né, une population de cellules souches mésenchymateuses, dénommée cellules hMADS (human Multipotent Adipose-tissue Derived Stem cells). Les cellules hMADS présentent à l'échelle clonale les propriétés fondamentales associées aux cellules souches telles que la multipotentialité et l'auto-renouvellement.<br />Après extravasion, in vitro ou consécutive à leur transplantation dans un organe secondaire, les cellules souches mésenchymateuses pourraient se différencier en des types cellulaires inhabituels. Nos résultats antérieurs montraient en effet que les cellules hMADS pouvaient, après transplantation dans le muscle Tibialis anterior de la souris mdx, contribuer à la formation de myofibres contenant des noyaux humains et exprimant la dystrophine humaine.<br />L'objectif de ce travail a été d'élucider le mécanisme par lequel les cellules hMADS contribuent à la formation de myofibre squelettique. Dans ce but, nous avons essayé « d'engager » le programme myogénique en testant sur ces cellules de nombreuses conditions de culture. Seules les expériences de co-cultures avec des myoblastes ont permis de mettre en évidence la contribution des cellules hMADS à la formation de myotubes hybrides. Ces myotubes présentent un phénotype « normale » et expriment de nombreux gènes musculaires dont la dystrophine, codés par les noyaux issus de la fusion de cellules hMADS avec les myoblastes murins ou humains.<br />Enfin, nous avons démontré que la conversion myogénique des cellules hMADS dans ces conditions n'était pas due à un processus de « détermination/différenciation », mais à une programmation subie des noyaux hMADS. Cette programmation se produirait après la fusion et nécessiterait l'action des facteurs de transcription myogénique (Myogenic Regulatory Factors) codés par les noyaux issus des myoblastes.

Le tissu adipeux (TA) contient un grand nombre de leucocytes qui jouent un rôle fondamental dans la régulation de l'activité métabolique du TA. Chez l'individu sain, les leucocytes du TA ont un profil majoritairement anti-inflammatoire (macrophages M2, polynucléaires éosinophiles, lymphocytes T CD4 Th2 et T régulateurs). Chez le sujet obèse, on observe une modification des populations immunitaires vers un phénotype majoritairement pro-inflammatoire (macrophages M1, polynucléaires neutrophiles, lymphocytes T CD8 et T CD4 Th1). Cet état inflammatoire participe au développement du syndrome métabolique. Chez l'adulte, les leucocytes circulants sont principalement produits dans la moelle osseuse (MO) par des cellules souches hématopoïétiques (CSH). Notre équipe a montré qu'une partie des leucocytes du TA sont produits in situ grâce à la présence de CSH tissulaires spécifiques, dont l'activité hématopoïétique diffère selon le dépôt adipeux. Ce résultat suggère que les CSH du TA pourraient être contrôlées par leur niche, comme c'est le cas dans la MO. Considérant le rôle prépondérant des leucocytes dans la physiopathologie du TA et le rôle des CSH dans ce tissu, les objectifs de cette thèse ont été les suivants : 1) Caractériser le rôle de l'hématopoïèse du TA dans le développement des maladies métaboliques. 2) Caractériser d'un point de vue cellulaire et moléculaire la niche des CSH du TA et la régulation de leur activité par cet environnement. 3) Mettre en évidence et caractériser l'activité hématopoïétique du TA chez l'homme. Concernant le premier objectif, nos résultats montrent que dans un modèle de diabète induit par un régime riche en gras, les CSH du TA produisent des macrophages pro- inflammatoires ayant un rôle direct dans le développement des altérations de l'homéostasie glucidique. La greffe de CSH du TA issues d'une souris diabétique dans une souris maintenue sous régime standard induit le transfert de la pathologie. Inversement, la greffe de CSH de TA d'une souris saine dans une souris diabétique améliore le phénotype métabolique. Concernant le second objectif, nous montrons que les CSH du TA se localisent préférentiellement dans le cœur du TA sous-cutané, région principalement composée d'adipocytes beiges, alors que la périphérie, constituée d'adipocytes blancs uniloculaires héberge moins de CSH. L'activation ou l'inhibition des adipocytes beiges diminue la quantité de CSH au cœur du tissu, montrant qu'un déséquilibre du métabolisme des adipocytes beiges a un impact sur les CSH, suggérant que ces adipocytes pourraient alors faire partie d'une niche hématopoïétique. Les approches in vitro ne nous ont pas permis d'aller plus loin dans la caractérisation des acteurs cellulaires et/ou moléculaires de cette niche. Concernant le troisième objectif, nous montrons pour la première fois la présence de CSH dans le TA chez l'homme. La fonctionnalité de ces CSH a été testée in vitro et in vivo. En culture en milieu semi-solide, les CSH de TA humain sont capables de donner des clones myéloïdes, comme chez la souris. In vivo, chez des souris immuno-déficientes reconstituées avec des CSH de TA humain, on retrouve des cellules immunitaires humaines dans le tissu adipeux, ce qui démontre leur capacité à reconstituer une partie du système immunitaire de ce tissu. En conclusion, ce travail de thèse a permis de montrer que l'activité hématopoïétique du TA joue un rôle crucial dans le maintien de la balance énergétique. Les CSH du TA résideraient préférentiellement dans une niche localisée au cœur du tissu, composée d'adipocytes beiges. La caractérisation des signaux moléculaires présents dans les différentes zones du TA permettra de proposer de nouvelles hypothèses sur la régulation de l'activité des CSH du TA. Chez l'homme, notre travail a permis de mettre en évidence une hématopoïèse tissulaire endogène au tissu adipeux, renforçant ainsi l'importance physiopathologique de nos précédents résultats obtenus chez la souris<br>The adipose tissue (AT) contains a lot of leukocytes that play a fundamental role in the regulation of AT metabolic activity. In a physiological situation, AT-leukocytes mostly display an anti-inflammatory profile (M2 macrophages, eosinophils, CD4 Th2 T cells and regulatory T cells). Obesity induces a shift in AT immune cells towards a pro-inflammatory phenotype (M1 macrophages, neutrophils, CD8 and CD4 Th1 T cells). This inflammatory state contributes to the development of the metabolic syndrome. In adults, circulating leukocytes are mostly produced in the bone marrow (BM) by hematopoietic stem cells (HSC). A few years ago, we have shown AT harbors a specific resident HSC population that can renew innate immune cells and especially macrophages in the AT, via in situ differentiation. This endogenous hematopoietic activity differs according to the localization of the fat pad, suggesting that like BM-HSC, AT HSC might be controlled by their environment. Considering the important role of leukocytes in the AT physiopathology and the role of resident HSC in this tissue, the objectives of this work were the followings: 1) To characterize the role of the AT hematopoiesis in the onset of metabolic diseases. 2) To characterize the AT HSC niche from a cellular and a molecular point of view, and the regulation of their activity by this environment. 3) To demonstrate the presence of an endogenous AT-hematopoiesis in humans. First, by using transplantation of sorted AT-HSC and gain and loss of function studies we showed that some of the inflammatory AT-macrophages inducing metabolic disease originate from resident AT-HSC. Transplantation of AT-HSC sorted from high fat diet-fed (HFD) mice is sufficient to induce AT-macrophage accumulation, and to transfer metabolic disease in control mice. Conversely, the transplantation of control AT-HSC improves both AT-inflammation and glucose homeostasis in HFD mice. Second, we showed that AT-HSC are preferentially localized in the core of sub-cutaneous AT that contains beige adipocytes, instead of the periphery that mostly harbors unilocular white adipocytes. Activation or inhibition of beige adipocytes induces a loss of this preferential localization, suggesting that modifications of the subcutaneous AT core region metabolism impact HSC behavior. This suggests that beige adipocytes might be a part of a hematopoietic niche in the AT. However, we were unable to characterize the cellular and/or molecular constituants of this niche. Finally, we showed for the first time that as in mice, human AT contains resident HSC. In methylcellulose semi-solid medium, human AT-HSC are able to produce myeloid clones. In vivo, after transplantation of human AT-HSC in immunodeficient mice, human immune cells are observed in the AT. These results show that human AT exhibit a functional endogenous hematopoietic activity. Altogether, we show in this study that the AT hematopoietic activity plays a crucial role in the control of energy balance. Although AT HSC are localized preferentially at the vicinity of beige adipocytes, molecular signals controlling this population remain to be characterized. Finally, we demonstrate for the first time an endogenous hematopoiesis in human AT, highlighting the physiopathological importance of our previous results obtained in mice

Les maladies métaboliques telles que le diabète de type 2 et l'obésité sont associées à une inflammation de basse intensité. Cette inflammation, retrouvée notamment au niveau du tissu adipeux, a été décrite comme délétère au cours de l'insulino-résistance. Le facteur moléculaire et initiateur de ce processus inflammatoire reste inconnu. Nous avions précédemment montré qu'un régime riche en gras induisait une augmentation de la concentration en lipopolysacharides (LPS) dans le sang circulant (endotoxémie). Le but de cette étude a donc été de mieux appréhender l'impact d'un facteur bactérien d'origine intestinale comme les LPS sur le tissu adipeux blanc afin de savoir s'il pouvait cibler directement le tissu adipeux et initier le développement de l'inflammation. Exclusivement basée sur l'étude de modèles animaux in vivo, notre approche expérimentale nous a permis de démontrer que les LPS d'origine nutritionnelle pouvaient être initiateurs des maladies métaboliques en agissant de façon directe sur le tissu adipeux. En effet les LPS sont capables d'agir directement sur les cellules du tissu adipeux en initiant l'inflammation et l'hyperplasie de ce tissu favorisant son développement et l'apparition de maladies métaboliques. Nous avons également mis en évidence le rôle des cellules myéloïdes en réponse au LPS au cours du développement du diabète de type 2. Ainsi limiter l'action du LPS sur le tissu adipeux en diminuant les concentrations plasmatiques pourrait être une stratégie efficace pour réduire l'impact délétère des modes alimentaires hyperlipidiques<br>Metabolic diseases, such as type 2 diabetes and obesity, are strongly associated with low-grade inflammation. During the last decade, this inflammation has been well studied in white adipose tissue and was described as a potential candidate able to promote insulin-resistance. However, the molecular factor at the origin of this inflammatory process is unknown. We previously showed in the laboratory that high-fat diet induces an increase of plasmatic lipopolysacharides concentration in mouse. In this context, our aim was to investigate if an intestinal factor such as LPS was able to directly target the white adipose tissue and initiate the inflammatory process. Exclusively based on a rodent model study, our original experimental approach allowed us to demonstrate that LPS directly targets the white adipose tissue and could be one of the initiator factors of metabolic diseases. Indeed, LPS are able to directly mediate inflammation and hyperplasia on adipose tissue cells promoting adipose tissue development and associated-metabolic diseases. During my PhD, we also highlighted the link between LPS, myeloid cells and adipose tissue inflammation showing that LPS was able to target this tissue by an indirect pathway. Taken together, these results show that a strategy lowering plasmatic LPS amounts could be very promising in order to reduce the deleterious impacts of a high fat diet

La survenue d'une hypoxie locale est fortement suspectée lors du développement excessif du tissu adipeux (TA), conduisant à l'obésité. Ce travail étudie les effets de l'hypoxie sur la croissance et la néovascularisation adipocytaires. Dans une première partie, nous avons caractérisé les cellules progénitrices des adipocytes du TA humain, puis nous avons étudié l'influence d'une hypoxie sur la différenciation et la lipogenèse de ces cellules. Nous avons ainsi montré que l'hypoxie favorise l'accumulation intracellulaire des triglycérides en régulant des processus métaboliques et plus particulièrement l'activation de la glycéronéogenèse. D'autre part, les préadipocytes murins et humains hypoxiques présentent une activité et une expression accrues de différents facteurs proangiogéniques. Ce travail suggère que le signal hypoxique constitue un puissant régulateur du développement de la masse grasse : en régulant l'activité métabolique des précurseurs adipocytaires et la néovascularisation.

Les tissus adipeux (TA) intra-articulaires (TAIA) sont présents dans la majorité des articulations, au contact de la membrane synoviale. Le genou est l'articulation la plus riche en TA, comprenant le TA de Hoffa (TAH) et les TA suprapatellaires (TASP). A l'inverse, la hanche ne comprend qu'un petit TA, le TA acétabulaire (TAA). Le TAH de sujets arthrosiques est une source plus importante de cytokines inflammatoires que les TA sous-cutanés (TASC). Nous émettons l'hypothèse que les cytokines sécrétées par les TAH modifient le phénotype de la membrane synoviale arthrosique et que l'ensemble des TAIA partage des caractéristiques histologiques et biologiques communes les distinguant des TASC. Nous avons d'abord montré que la stimulation par les milieux conditionnés de TAH autologues induisait une expression et une libération plus importantes d'IL-6, d'IL-8, de PGE2, de MMP-1, de MMP-3 et de MMP-9 par les synoviocytes fibroblastiques (SF) comparativement aux TASC. La PGE2, sécrétée en plus grande quantité par les TAIA que les TASC (75 fois plus), joue un rôle central dans l'activation des SF. A l'instar des TAH, les autres TAIA de genou et de hanche sécrétent également plus de médiateurs inflammatoires que les TASC. Ils sont le siège de plus de remaniements fibreux, de vaisseaux et d'infiltrats leucocytaires que les TASC. Au sein des TAIA, les adipocytes sont plus petits et l'expression génique des médiateurs du métabolisme lipidique (ATGL, LPL, FABP4 et CD36) diminuée. Les TAIA de genou et de hanche arthrosiques partagent donc un phénotype commun et ont la capacité d'interagir avec la membrane synoviale, pouvant ainsi contribuer à la maladie arthrosique<br>Intra-articular adipose tissues (IAAT) are located in most joints, lined by synovial membrane. IAAT within the knee are the most numerous and voluminous. They are principally constituted by the infrapatellar fat pad (IFP) and suprapatellar fat pad (SPFP). Inversely, the hip is only constituted by a small single AT, called acetabular fat pad (AFP). Moreover, several studies brought out that IFP from OA patients were a greater source of inflammatory cytokines as compared to subcutaneous AT (SCAT). So, we hypothesized that cytokines released by IFP could modify the phenotype of synovial membrane and also that all IAAT share similar histological, biological and cellular characteristics distinguishing them from SCAT. First, we showed that synoviocyte stimulation by autologous IFP-conditioned media induced a higher gene expression and release of IL-6, IL-8, PGE2, MMP-1, MMP-3 and MMP-9 as compared to SCAT. We also confirmed that IFP released higher rate of inflammatory cytokines than SCAT, particularly PGE2, whom secretion rate was 75 fold higher and which had a central impact in synoviocyte activation. Next, we demonstrated that other IAAT from knee and hip also released higher levels of IL-6, IL-8, and PGE2 as compared to SCAT. IAAT were composed by greater fibrosis remodeling and higher vessel area and leucocyte infiltration as compared to autologous SCAT. In IAAT, adipocytes were smaller and gene expression for most factors involved in lipid metabolism (ATGL, LPL, FABP4 et CD36) were decreased. The specificity of inflammatory secretion and metabolic phenotype were also observed in preadipocytes isolated from knee IAAT and SCAT. To conclude, IAAT from OA knee and hip share a common phenotype and have the ability to interact with synovial membrane, contributing to the onset and/or the progression of OA disease