Academic literature on the topic 'Récepteurs au glucagon (RG)'

Glucagon-like peptide-1 (GLP-1) diminishes postmeal glucose excursions by enhancing insulin secretion via activation of the β-cell GLP-1 receptor (Glp1r). GLP-1 may also control glucose levels through mechanisms that are independent of this incretin effect. The hyperinsulinemic-euglycemic clamp (insulin clamp) and exercise were used to examine the incretin-independent glucoregulatory properties of the Glp1r because both perturbations stimulate glucose flux independent of insulin secretion. Chow-fed mice with a functional disruption of the Glp1r (Glp1r−/−) were compared with wild-type littermates (Glp1r+/+). Studies were performed on 5-h-fasted mice implanted with arterial and venous catheters for sampling and infusions, respectively. During insulin clamps, [3-3H]glucose and 2[14C]deoxyglucose were used to determine whole-body glucose turnover and glucose metabolic index (Rg), an indicator of glucose uptake. Rg in sedentary and treadmill exercised mice was determined using 2[3H]deoxyglucose. Glp1r−/− mice exhibited increased glucose disappearance, muscle Rg, and muscle glycogen levels during insulin clamps. This was not associated with enhanced muscle insulin signaling. Glp1r−/− mice exhibited impaired suppression of endogenous glucose production and hepatic glycogen accumulation during insulin clamps. This was associated with impaired liver insulin signaling. Glp1r−/− mice became significantly hyperglycemic during exercise. Muscle Rg was normal in exercised Glp1r−/− mice, suggesting that hyperglycemia resulted from an added drive to stimulate glucose production. Muscle AMP-activated protein kinase phosphorylation was higher in exercised Glp1r−/− mice. This was associated with increased relative exercise intensity and decreased exercise endurance. In conclusion, these results show that the endogenous Glp1r regulates hepatic and muscle glucose flux independent of its ability to enhance insulin secretion. During increased glucose flux, the glucagon-like peptide-1 receptor regulates endogenous glucose production and muscle glucose uptake independent of its ability to stimulate insulin secretion.

Administration of tumor necrosis factor (TNF-alpha) increases whole body glucose kinetics and stimulates in vivo glucose uptake by several tissues. Because circulating catecholamines are also increased after TNF-alpha administration, the present study was conducted to examine the potential role of the adrenergic system in eliciting these changes. Rats given 150 micrograms TNF-alpha/kg by intravenous infusion over a 30-min period exhibited an increased rate of glucose appearance (glucose Ra). Combined alpha- and beta-adrenergic blockade (phentolamine and propranolol infusion) prevented the TNF-alpha-induced increase in glucose Ra without influencing plasma glucagon or corticosterone levels. TNF-alpha infusion also increased in vivo glucose utilization (Rg), measured with 2-deoxy-[14C]glucose, in spleen (86%), liver (80%), skin (47%), ileum (71%), lung (53%), and heart (112%). Adrenergic blockade prevented the tissue Rg increase in the spleen, liver, and skin; partially reduced it in the ileum; but did not abrogate it in the lung or heart. The effect of blockade was primarily due to inhibition of the TNF-alpha-induced increase in hepatic glucose output. Whereas the adrenergic system plays a major role on the effect of TNF-alpha on whole body glucose production, its importance in directly mediating TNF-alpha's effect on tissue glucose uptake is minimal.

Abstract Background French beef producers suffer from the decrease in profitability of their farms mainly because of the continuous increase in feed costs. Selection for feed efficiency in beef cattle represents a relevant solution to face this problem. However, feed efficiency is a complex trait that can be assessed by three major criteria: residual feed intake (RFI), residual gain (RG) and feed efficiency ratio (FE), which involve different genetic determinisms. An analysis that combines phenotype and whole-genome sequence data provides a unique framework for genomic studies. The aim of our study was to identify the gene networks and the biological processes that are responsible for the genetic determinism that is shared between these three feed efficiency criteria. Results A population of 1477 French Charolais young bulls was phenotyped for feed intake (FI), average daily gain (ADG) and final weight (FW) to estimate RFI, RG and FE. A subset of 789 young bulls was genotyped on the BovineSNP50 single nucleotide polymorphism (SNP) array and imputed at the sequence level using RUN6 of the 1000 Bull Genomes Project. We conducted a genome-wide association study (GWAS) to estimate the individual effect of 8.5 million SNPs and applied an association weight matrix (AWM) approach to analyse the results, one for each feed efficiency criterion. The results highlighted co-association networks including 626 genes for RFI, 426 for RG and 564 for FE. Enrichment assessment revealed the biological processes that show the strongest association with RFI, RG and FE, i.e. digestive tract (salivary, gastric and mucin secretion) and metabolic processes (cellular and cardiovascular). Energetic functions were more associated with RFI and FE and cardio-vascular and cellular processes with RG. Several hormones such as apelin, glucagon, insulin, aldosterone, the gonadotrophin releasing hormone and the thyroid hormone were also identified, and these should be tested in future studies as candidate biomarkers for feed efficiency. Conclusions The combination of network and pathway analyses at the sequence level led to the identification of both common and specific mechanisms that are involved in RFI, RG and FE, and to a better understanding of the genetic determinism underlying these three criteria. The effects of the genes involved in each of the identified processes need to be tested in genomic evaluations to confirm the potential gain in reliability of using functional variants to select animals for feed efficiency.

BackgroundClinical and epidemiological studies have suggested systemic lupus erythematosus (SLE) and rheumatoid arthritis (RA) are comorbidities and common genetic etiologies can partly explain such coexistence. However, shared genetic determinations underlying the two diseases remain largely unknown.MethodsOur analysis relied on summary statistics available from genome-wide association studies of SLE (N = 23,210) and RA (N = 58,284). We first evaluated the genetic correlation between RA and SLE through the linkage disequilibrium score regression (LDSC). Then, we performed a multiple-tissue eQTL (expression quantitative trait loci) weighted integrative analysis for each of the two diseases and aggregated association evidence across these tissues via the recently proposed harmonic mean P-value (HMP) combination strategy, which can produce a single well-calibrated P-value for correlated test statistics. Afterwards, we conducted the pleiotropy-informed association using conjunction conditional FDR (ccFDR) to identify potential pleiotropic genes associated with both RA and SLE.ResultsWe found there existed a significant positive genetic correlation (rg = 0.404, P = 6.01E-10) via LDSC between RA and SLE. Based on the multiple-tissue eQTL weighted integrative analysis and the HMP combination across various tissues, we discovered 14 potential pleiotropic genes by ccFDR, among which four were likely newly novel genes (i.e., INPP5B, OR5K2, RP11-2C24.5, and CTD-3105H18.4). The SNP effect sizes of these pleiotropic genes were typically positively dependent, with an average correlation of 0.579. Functionally, these genes were implicated in multiple auto-immune relevant pathways such as inositol phosphate metabolic process, membrane and glucagon signaling pathway.ConclusionThis study reveals common genetic components between RA and SLE and provides candidate associated loci for understanding of molecular mechanism underlying the comorbidity of the two diseases.

L’homéostasie glucidique est, durant un jeûne normal, maintenue grâce à un réseau de régulation complexe contrôlé principalement par le glucagon, produit par le pancréas. S’opposant aux effets de l’insuline, celui-ci orchestre notamment l'utilisation, le stockage et la synthèse du glucose par le foie, principal organe de production du glucose au cours du jeûne. Cette dernière s’effectue d’abord suite à la dégradation du glycogène ou glycogénolyse puis par la synthèse de novo de glucose ou néoglucogenèse. La néoglucogenèse hépatique est contrôlée par la modulation de l’activité et/ou de l’expression de différentes enzymes-clefs selon des mécanismes allostériques ou transcriptionnels.De multiples facteurs de transcription sont impliqués dans la régulation, au niveau transcriptionnel, de la néoglucogenèse hépatique. Le récepteur nucléaire des acides biliaires FXR est exprimé dans le foie et dans plusieurs organes impliqués dans le maintien de l’homéostasie glucidique. FXR participe à la régulation de nombreuses fonctions hépatiques essentielles, en contrôlant notamment les métabolismes des acides biliaires et lipidique. Le rôle exact de FXR sur la néoglucogenèse reste toujours débattu. L’objectif de cette thèse a donc été d’étudier le rôle de FXR dans le contrôle de la néoglucogenèse hépatique dans des conditions expérimentales reflétant certains aspects du jeûne. Nous avons démontré que FXR, en présence de glucagon, régulait positivement la néoglucogenèse selon deux mécanismes.Le premier mécanisme implique la phosphorylation de FXR par la PKA, une kinase activée par le glucagon. Cette modification post-traductionnelle de FXR permet une induction synergique de l’expression des enzymes-clefs de la néoglucogenèse par FXR et le facteur de transcription CREB. L’identification de ce mécanisme constitue la majeure partie des travaux présentés dans cette thèse. Ceux-ci ont été intégrés à des travaux menés précédemment dans le laboratoire qui nous ont permis d’identifier un mécanisme additionnel de régulation de la gluconéogenèse. L’interaction directe de FXR avec le facteur de transcription FOXA2, lui-même activé par le glucagon, inhibe la capacité de FXR à induire l’expression de SHP, un récepteur nucléaire inhibiteur de la néoglucogenèse.Ce travail a donc permis d’identifier pour la première fois que la néoglucogenèse hépatique est régulée positivement par FXR dans le cadre de la voie de signalisation du glucagon. Pour cela, FXR intègre le signal « glucagon » par deux mécanismes distincts: via une modification post-traductionnelle, sa phosphorylation par la PKA sur les sérines S325 et S357 et via une interaction protéine-protéine avec FOXA2
Glucose homeostasis is maintained during normal fasting through a complex regulatory network controlled mainly by glucagon, a pancreatic hormone. Opposing the effects of insulin, it orchestrates the glucose use, storage and synthesis by the liver, the main organ that produces glucose during fasting. The latter is carried out first by the degradation of glycogen or glycogenolysis and then by de novo glucose synthesis or gluconeogenesis. Hepatic gluconeogenesis is controlled by modulation of various key enzymes activity and/or expression according to allosteric or transcriptional mechanisms.Multiple transcription factors are involved in the transcriptional regulation of hepatic gluconeogenesis. The nuclear bile acid receptor FXR is expressed in the liver and in several organs involved in glucose homeostasis. FXR regulates many essential liver functions, including controlling bile acid and lipid metabolism. The exact role of FXR on gluconeogenesis is still debated. The objective of this work was therefore to study the role of FXR in the control of hepatic gluconeogenesis under experimental conditions reflecting certain aspects of fasting. We demonstrated that FXR, in the presence of glucagon, positively regulated gluconeogenesis according to two mechanisms.The first mechanism involves phosphorylation of FXR by PKA, a glucagon-activated kinase. This FXR post-translational modification allows synergistic induction of key gluconeogenic enzymes expression by FXR and the CREB transcription factor. This mechanism identification constitutes the major part of the work presented in this thesis. These were integrated with work previously conducted in the laboratory that allowed us to identify an additional mechanism for regulating gluconeogenesis. The FXR direct interaction with the transcription factor FOXA2, itself activated by glucagon, inhibits the ability of FXR to induce the expression of SHP, a gluconeogenesis inhibitory nuclear receptor.This work has therefore identified for the first time that hepatic gluconeogenesis is positively regulated by FXR in the glucagon signalling pathway. For this, FXR integrates the "glucagon" signal by two distinct mechanisms: via post-translational modification, its phosphorylation by PKA on S325 and S357 serines and via protein-protein interaction with FOXA2

Le glucagon est un regulateur essentiel de l'homeostasie du glucose. Il agit sur ses tissus cibles par interaction avec un recepteur specifique. Alors que la region codante du gene du recepteur du glucagon (rg) etait sequencee dans plusieurs especes, les regions regulatrices du gene n'etaient pas connues. Les travaux presentes dans cette these avaient pour objectif l'etude de l'organisation des regions 5 du gene des rg de souris et de rat, et la recherche d'elements cis-regulateurs de la transcription. Nous avons decouvert, dans le gene de souris, un exon non codant situe 3,8 kb en amont du codon de debut de la traduction et caracterise un second promoteur a proximite de cet exon. Nous avons montre que les regions regulatrices du gene des rg de souris et de rat sont fortement homologues et ne possedent pas de boites tata ou caat mais un groupe de 5 sites sp-1 impliques dans la transcription de ces genes. Nous avons demontre que le gene de souris possedait deux promoteurs fonctionnels. Dans la deuxieme partie, nous avons caracterise, dans le promoteur proximal du gene de souris, une sequence palindrome activatrice de la transcription et liant un facteur de transcription de nature inconnue. Dans le promoteur distal, nous avons demontre l'implication du second site sp-1 dans l'activation basale du gene et la liaison specifique de la proteine sp-3 sur ce site. Ces resultats constituent une base et fournissent des outils pour l'etude de la regulation de l'expression du gene du rg de souris par les facteurs metaboliques et hormonaux.

Présents dans le pancréas humain fœtal, la gastrine et son récepteur, le récepteur CCK2, pourraient contribuer activement à la différenciation des cellules de l'îlot de Langerhans en induisant l'expression du gène du glucagon dans les cellules alpha. A partir d'un nouveau modèle de cellules alpha pancréatiques exprimant le récepteur CCK2, nous montrons que la gastrine stimule l'expression du gène du glucagon en activant le facteur de transcription Egr-1 via la cascade de signalisation MEK1/ERK1/2. De plus, nous démontrons que Egr-1 est indispensable à l'expression basale du gène du glucagon. Par ailleurs, la capacité de 4 lignées pancréatiques canalaires humaines à exprimer certains gènes du lignage cellulaire endocrine a été étudiée. En réponse à des agents pro-différenciateurs, la lignée BxPC3 semble être un modèle adéquat pour l'étude de la différenciation endocrine dans le pancréas adulte
Expressed in human fetal pancreas, gastrin and its receptor (CCK2 receptor) may actively contribute to the differentiation of endocrine cells by inducing glucagon gene expression in alpha cells. Using a new alpha pancreatic cell model expressing the CCK2 receptor, we show that gastrin stimulates glucagon gene expression by activating the MEK1/ERK1/2 signaling cascade and the transcription factor Egr-1. Moreover, expression of genes involved in endocrine lineage was investigated from 4 human pancreatic duct cell lines. In response to agents which can induce endocrine differentiation, BxPC3 cell line seems to be a suitable model in order to study mechanisms controlling endocrine differentiation in adult pancreas

Au sein de l'organisme, le foie joue un rôle majeur dans le maintien de l'homéostasie énergétique en assurant la synthèse de novo d'acides gras à partir du glucose par la voie de la lipogenèse en période post- prandiale. L'induction des gènes de la glycolyse et de la lipogenèse fait intervenir trois déterminants moléculaires: les facteurs de transcription ChREBP et SREBP-lc, médiateurs respectifs de l'action du glucose et de l'insuline, et le récepteur nucléaire LXR. Au cours de mon travail de thèse, nous nous sommes tout particulièrement intéressés à la régulation de ChREBP par LXR et le glucagon, ainsi qu'à son implication dans le développement de la stéatose hépatique. Nos résultats indiquent que l'activation de ChREBP nécessite Je métabolisme du glucose mais est indépendant de LXR. De plus, en caractérisant les souris invalidées pour LXR o/(3, nous avons montré que LXR n'est pas impliqué dans l'induction des gènes sensibles au glucose dans le foie. Nous avons également montré que la phosphorylation de la Ser-196 de ChREBP est très importante pour sa localisation cellulaire par le glucagon. Cette inhibition de l'activité de ChREBP est un mécanisme important au cours de la période de l'allaitement afin de maintenir ChREBP inactif dans le cytosol. Nous avons également démontré que l'induction de la lipogenèse via ChREBP conduisait au développement de la stéatose hépatique. Cette augmentation de la lipogenèse caractérisée par une modification de la composition lipidique du foie ne conduit pas à l'apparition d'inflammation et d'insulinorésistance. Ces résultats suggèrent un effet protecteur de la voie de la lipogenèse
The liver plays a key role in the control of energetic homeostasis and is the major site for de novo lipid synthesis from glucose (lipogenesis) in the fed state. Induction of lipogenic gene expression is under the control of three important factors : transcription factors ChREBP and SREBP-1c, respective mediators of the action of glucose and insulin, and the nuclear receptor LXR. During my PhD thesis, we focused on the regulation of ChREBP by LXR and glucagon as well as its implication in the development of hepatic steatosis. Our results show that the activation of ChREBP requires glucose metabolism but is independent of LXR. The phenotypic analysis of LXR knockout mice revealed that LXR is not involved in the glucose- mediated induction of hepatic genes. We have also shown that the modulation of Ser-196 ghosphorylation by glucagon is crucial for ChREBP cellular localization. The glucagon-mediated phosphorylation of Ser-196 is also determinant during thé suckling period to maintain ChREBP in an inactive state in the cytososl. Finally, we have shown that ChREBP overexpression, by increasing the entire lipogenic program, leads to the development of hepatic steatosis. However, ChREBP-induced steatosis is not associated with insulin- resistance or inflammation in liver suggesting that lipogenesis could have a protective effect

Le muscle squelettique peut permettre une depense energetique reglable, independante de sa fonction contractile. Les mecanismes endocrines controlant le metabolisme musculaire de repos et pouvant affecter de facon significative la balance energetique de l'organisme entier ont ete recherches a l'aide de techniques de muscle perfuse. Deux modeles ont ete etudies ; un modele de caneton acclimate au froid (f), developpant in vivo une thermogenese sans frisson (nst) d'origine musculaire et un modele de rat diabetique. La noradrenaline (nor) induit in vitro des effets thermogenes et vasoconstricteurs marques sur le muscle squelettique perfuse de caneton. Il existe une composante -adrenergique et un role important des recepteurs -adrenergiques dans les effets de la nor. La stimulation de la consommation d'oxygene musculaire (m o 2) par la nor implique une activation directe du metabolisme des myocytes et une redistribution du flux sanguin a l'interieur du muscle. Le muscle de caneton f presente une reponse thermogene accrue a la nor, associee a une plus faible vasoconstriction, suggerant que le developpement de la nst musculaire irait de paire avec une diminution de sensibilite aux effets vasculaires de l'hormone. Le glucagon par ses effets lipolytiques et vasculaires peut stimuler et potentialiser la thermogenese musculaire. A l'inverse, le muscle squelettique de rat traite a la streptozotocine (diabete i) presente une hypersensibilite aux effets vasculaires de la nor par rapport au rat temoin, en association avec une reponse thermogene reduite et une diminution du captage musculaire de glucose. Ces resultats suggerent un controle vasculaire du metabolisme energetique musculaire ; ils permettront d'ameliorer la comprehension des mecanismes modulant la depense energetique musculaire notamment dans le cadre de dereglements de la balance energetique.

L’homéostasie des muqueuses intestinale et cutanée dépend des interactions complexes entre le microbiote, l’épithélium et le système immunitaire de l’hôte. Des mécanismes régulateurs divers coopèrent afin de maintenir l’équilibre physiologique, et un défaut dans ces mécanismes entrainent des situations pathologiques. Le glucagon like peptide 2 (GLP-2) est un neuropeptide caractérisé par des propriétés prolifératives et anti-inflammatoires. Le potentiel thérapeutique des analogues de GLP-2 est actuellement évalué dans des essais cliniques pour des maladies digestives. Les effets du GLP-2 dans l’intestin sont médiés par son récepteur GLP-2 receptor (GLP-2R). Malgré la présence des nombreuses études évaluant l’expression cellulaire et la distribution tissulaire du GLP-2R, celles-ci restent controversées, que ca soit chez l’homme ou les rongeurs. Il est admis que l’expression du GLP-2R était confinée au tube digestif, principalement à l’intestin proximal, malgré des études évoquant une expression extra-intestinale. Une meilleure compréhension de l’expression et de la distribution de GLP-2R est nécessaire pour élucider les fonctions biologiques de GLP-2. Nous avons réalisé une cartographie de l’expression de GLP-2R dans différents organes murins ainsi que dans des lignées immortalisées humaines et murines. Nous avons également évalué l’expression intestinale du GLP-2R dans 2 modèles de colites induites chez la souris et dans des biopsies intestinales des patients atteints de maladies inflammatoires chroniques de l’intestin (MICI). Nous avons démontré que GLP-2R était exprimé en dehors du tube digestif notamment dans la vessie, le système nerveux central, le mésentère, les ganglions mésentériques, la rate et le foie. Nous avons également montré que la plus forte expression de GLP-2R dans le tube digestif était détectée dans le colon proximal et le rectum. Dans les modèles murins de colites et chez les patients atteints de MICI, l’expression du GLP-2R était diminuée, notamment dans les zones inflammatoires. Ceci pose la question le rôle physiopathologique des analogues de GLP-2 dans les maladies inflammatoires digestives. En conclusion, les hypothèses précédentes considérant une expression du GLP-2R majoritaire dans le tube proximal doivent être reconsidérées. Les fonctions physiologiques extra-intestinales du GLP-2 doivent être explorés afin d’anticiper des effets indésirables extra-digestifs des analogues de GLP2
Intestinal and skin physiologies are quite similar as far as the homeostasis in both depends on complex interactions between the microbiota, the epithelium and the host immune system. Diverse regulatory mechanisms cooperate to maintain the equilibrium, and a breakdown in these pathways may precipitate pathological conditions. Glucagon like peptide 2 (GLP-2) represents one of the hot topics in research in intestinal physiology. Its dual function as an anti-inflammatory agent and growth factor has led to its consideration in therapeutic strategies and GLP-2 analogs are currently in clinical trials for several digestive diseases. The integrative responses to GLP-2 are mediated via the GLP-2 receptor (GLP-2R). Despite extensive research, precise tissue distribution of GLP-2R expression remains controversial both in rodents and humans. It is widely believed that GLP-2R expression is restricted to the gastrointestinal tract, mainly to the proximal bowel, despite the presence of few studies reporting extra-intestinal expression. Thus, to enhance our knowledge concerning the potential functions of GLP-2 analogs, a better understanding for GLP-2R expression is considered necessary. We therefore realized a panel of GLP-2R expression in mice tissues and in several human, murine and rat cells lines. Given the therapeutic beneficial effects of GLP-2 analogs in intestinal disorders, we investigated the intestinal expression of GLP-2R in mice models of chemically-induced colitis and in inflammatory bowel disease (IBD) patients. We demonstrated that GLP-2R is more widely expressed than expected with significant expression in several mice tissues including bladder, central nervous system, mesenteric adipose tissue, mesenteric lymph nodes, spleen, and liver. We also showed that the expression of GLP-2R in the gastrointestinal tract follows an increasing gradient toward the distal gut with highest expression in the colon and rectum. Interestingly, the intestinal expression of GLP-2R is significantly decreased in experimental mice models of colitis and in IBD patients which raised the point of the physiological role of GLP-2 analogs in digestive disease patients. Overall, previous hypotheses limiting GLP-2R expression and function to proximal bowel need to be revisited, and further studies should address the extra-intestinal biological function of GLP-2

Les acides biliaires sont depuis longtemps connus pour leur propriété d’agents solubilisant des graisses et des vitamines liposolubles, permettant ainsi une absorption efficace de ces nutriments lors de la digestion. Depuis les années 2000, plusieurs équipes ont montré que ces molécules étaient également dotées de propriétés de signalisation, en particulier via l’activation de deux récepteurs : le récepteur nucléaire FXR, et le récepteur membranaire TGR5. Le récepteur TGR5 est exprimé dans de très nombreux tissus, dont les muscles lisses et squelettiques, le tissu adipeux brun, la vésicule biliaire, mais aussi certaines cellules immunitaires et certaines populations cellulaires intestinales telles que les cellules entéroendocrine L. Selon le tissu étudié, l’activation de TGR5 peut être suivie de nombreux effets biologiques. En particulier, au niveau intestinal, l’activation de ce récepteur stimule la sécrétion de l’hormone incrétine GLP-1.Les hormones incrétines sont impliquées dans la régulation de la glycémie, en particulier dans la phase postprandiale, où elles concourent à potentialiser l’action de l’insuline, hormone hypoglycémiante majeure. Or, dans un contexte de diabète, et en particulier de diabète de type 2, l’organisme est devenu moins sensible à l’insuline, ce qui se traduit par un défaut de gestion de la glycémie, pouvant entrainer à terme des complications graves, telles que des amputations, une cécité, ou encore des problèmes cardiovasculaires. La prévalence et l’incidence de cette pathologie ont conduit l’OMS à la considérer comme la première épidémie d’origine non-infectieuse, ce qui illustre son impact sur la santé publique et le besoin médical constant qu’elle génère.Dans ce contexte, TGR5 apparait comme cible thérapeutique potentielle attrayante, de par l’effet GLP-1 sécrétagogue consécutif à son activation. En effet, parmi les thérapies antidiabétiques, deux classes de molécules basent leur efficacité sur une augmentation de la signalisation de la voie incrétine : les incrétinopotentiateurs (inhibiteurs de la DDP4, enzyme responsable de la faible demi-vie du GLP-1) et les incrétinomimétiques (agonistes synthétiques du récepteur au GLP-1). Récemment, cette dernière classe a également fait son apparition dans l’arsenal thérapeutique de l’obésité, confirmant l’intérêt de cette voie de signalisation dans les pathologies issues d’un désordre métabolique. L’obtention de composés GLP-1 sécrétagogues s’avère ainsi prometteuse et représente une approche complémentaire aux deux autres classes.L’objectif de ce travail était donc d’obtenir des agonistes puissants, sélectifs et originaux du récepteur TGR5. Afin de diminuer les risques d’effets indésirables, on-target ou off-target, nous avons choisi de profiter de la localisation intestinale de notre cible d’intérêt en concevant nos composés de manière à limiter l’exposition au seul tractus gastro-intestinal, en limitant leur absorption. Ainsi, nous avons cherché à obtenir des composés non systémiques GLP-1 sécrétagogues.La stratégie employée pour aboutir à ces composés a été le développement de molécules chimériques constituées d’une partie agoniste de TGR5, le pharmacophore, liée à un groupement permettant de limiter la perméabilité membranaire et donc l’absorption intestinale, le kinétophore. Après avoir optimisé la partie pharmacophore et identifié une position permettant l’ajout de différents types de kinétophores sans impact majeur sur l’activité du composé, nous avons pu obtenir plusieurs agonistes de TGR5 puissants, originaux, et dotés d’une très faible perméabilité membranaire. L’étude in vivo de ces molécules a ensuite permis de valider d’une part leur activité GLP-1 sécrétagogue, et d’autre part leur faible exposition systémique. Enfin, l’évaluation du potentiel thérapeutique d’un des meilleurs composés dans des modèles murins de diabète a récemment pu être initiée
Bile acids have long been known as lipid solubilizing agents, enabling efficient absorption of nutrients and vitamins during digestion. Since 2000, several teams have demonstrated the signaling properties of these molecules, especially through the activation of two receptors : the nuclear receptor FXR and the membrane receptor TGR5.The TGR5 receptor is expressed in various tissues, such as smooth and skeletal muscles, brown adipose tissue, gallbladder, but also on some immune or intestinal cell lines such as the enteroendocrine L cells. Depending on the studied tissue, TGR5 activation can trigger various biological effects. In the intestine, its activation can stimulate the secretion of an incretin hormone, the GLP-1.Incretin hormones play a role in glycaemia regulation, especially during the postprandial phase during which they potentiate the action of the insulin, the main hypoglycemic hormone. Diabetes mellitus correspond to a decreased response of the organism to insulin signaling. This leads to a default in the glycaemia handling that can lead to serious complications, such as amputation, blindness, or cardiovascular problems. Prevalence and incidence of this disease have lead the WHO to define diabetes as the first non-infectious epidemic, illustrating its impact on public health and the constant need for new therapeutic opportunities.In this context, TGR5 appears as an appealing potential therapeutic target, especially because of the GLP-1 secretagogue effect triggered by its activation. Indeed, among the antidiabetic therapeutic options, two classes of drugs work by increasing the incretin signaling: the incretinopotentiators (inhibitors of the DPP4, which is the enzyme responsible for the very short half-life of GLP-1), and the incretinomimetics (synthetic agonists of the GLP-1 receptor). Recently, this last class has also been approved to treat obesity. This demonstrates the interest of this signaling pathway in the treatment of metabolic disorders. Hence, GLP-1 secretagogue compounds may prove to be an interesting approach, and could complement the two other classes.The aim of this work was then to obtain potent, selective and original agonists of the TGR5 receptor. In order to decrease the risk of on-target and off-target effects, we decided to take advantage of the intestinal localization of our target by designing compounds that would only expose the gastro-intestinal tract, by limiting their absorption. Thus, we wanted to obtain non systemic GLP-1 secretagogue compounds.Our strategy was to develop chimeric compounds consisting of a pharmacophore part, which would be a potent and selective agonist of TGR5, linked to a kinetophore part, which would decrease membrane permeability. After having optimized the pharmacophore part and having identified a position where we could link various kinetophore moieties with only weak impact on the activity, we obtained several potent TGR5 agonists with very low membrane permeability. In vivo evaluations of these compounds have validated both their GLP-1 secretagogue activity and their low systemic exposure. In the end, evaluation of our lead compound on mouse model of diabetes was recently started

Le récepteur membranaire TGR5 (Takeda G Protein-coupled Receptor 5), est un récepteur ubiquitaire sensible aux acides biliaires. Il est exprimé dans de nombreux tissus et organes dont l’intestin (dans les cellules entéroendocrines L), la vésicule biliaire, les muscles lisses et squelettiques, le tissu adipeux brun et dans certaines cellules immunitaires. Des études menées in vitro et in vivo chez l’animal ont montré des effets bénéfiques de l’activation de TGR5 sur l’homéostasie énergétique et glucidique. Il est maintenant communément admis que les effets bénéfiques de TGR5 sur l'homéostasie du glucose sont, au moins en partie, médiés par sa capacité à promouvoir la sécrétion de l'incrétine intestinale glucagon-like peptide-1 (GLP-1) au niveau des cellules entéroendocrines L.Cependant, de récentes expériences ont montré que l’activation de TGR5 par des agonistes systémiques dans des modèles animaux peut induire des effets non souhaités tels qu’une augmentation du volume de la vésicule biliaire, des démangeaisons et des effets cardiovasculaires. Afin de s’affranchir des effets non désirés d’agonistes systémiques de TGR5, le projet s’est orienté vers le développement d’agonistes de TGR5 présentant une distribution tissulaire ciblée et limitée à l’intestin et dont la biodisponibilité orale serait très faible, voire nulle. Nous avons alors émis l’hypothèse qu’une activation de TGR5 limitée à l’épithélium intestinal sans exposition systémique permettrait d’obtenir des effets bénéfiques sur l’homéostasie du glucose via l’effet GLP-1 sécrétagogue, tout en minimisant les effets non souhaités sur d’autres tissus ou organes exprimant TGR5.A partir des études de relations structure-activités obtenues au laboratoire sur une série d’agonistes de TGR5, nous avons conçu des composés chimériques de la façon suivante : le pharmacophore responsable de l’activité sur le récepteur TGR5 est lié via un bras espaceur à des éléments structuraux appelés kinétophores qui ajustent les propriétés physicochimiques et pharmacocinétiques de nos agonistes pour limiter leur absorption intestinale. Ainsi, l’objectif de ce travail était d’obtenir des agonistes non systémiques de TGR5, puissants et originaux, exerçant leur action dans l’intestin afin de générer la preuve de concept in vivo de l’intérêt d’utiliser de tels agonistes dans le traitement du diabète de type 2.Une étude systématique de l’effet de kinétophores variés a été réalisée. Une trentaine de composés ont été synthétisés en 8 à 12 étapes permettant l’identification d’agonistes puissants et présentant des propriétés pharmacocinétiques en accord avec notre stratégie de composés topiques intestinaux. Des études in vivo ont ensuite permis de valider l’effet GLP-1 sécrétagogue de tels composés. Enfin, l’évaluation d’un des meilleurs composés dans un modèle murin de diabète nous a permis de valider l’hypothèse qu’un agoniste topique intestinal de TGR5 peut avoir un effet bénéfique sur l’homéostasie énergétique et glucidique
The membrane receptor TGR5 (Takeda G Protein-coupled Receptor 5) is an ubiquitous receptor sensitive to bile acids. It is expressed in many tissues and organs including the intestine (in enteroendocrine L cells), the gallbladder, smooth and skeletal muscles, brown adipose tissue and in some immune cells. In vitro and in vivo studies in animals have shown beneficial effects of TGR5 activation on energy and glucose homeostasis. It is now commonly accepted that the beneficial effects of TGR5 on glucose homeostasis are, at least in part, mediated by its ability to promote the secretion of the intestinal incretin glucagon-like peptide-1 (GLP-1) in enteroendocrine L cells.However, recent experiments have shown that the activation of TGR5 by systemic agonists in animal models can induce unwanted effects such as increased gallbladder volume, itching and cardiovascular issues. In order to avoid the undesired effects of systemic agonists of TGR5, the project focused on the development of TGR5 agonists with an intestine targeted distribution and a very low oral bioavailability. Then, we hypothesized that the activation of TGR5 limited to the intestinal epithelium without systemic exposure would promote the beneficial effects on glucose homeostasis via the GLP-1 secretagogue effect, while minimizing systemic effects on other tissues or organs expressing TGR5.On the basis of structure-activity relationships on a series of TGR5 agonists developed in the laboratory, we have designed chimeric compounds as follows: the pharmacophore responsible for activity on the TGR5 receptor is bound, via a linker, at structural elements called kinetophores that fine-tune the physicochemical and pharmacokinetic properties of our agonists to limit their intestinal absorption. Thus, the aim of this work was to obtain powerful and original non-systemic TGR5 agonists acting in the intestine to generate the in vivo proof of concept of the therapeutic potential of such agonists in the treatment of type 2 diabetes.A systematic study of the effect of various kinetophores was performed. About thirty compounds have been synthesized in 8 to 12 steps allowing the identification of powerful agonists with pharmacokinetic properties in accordance with our strategy of topical intestinal compounds. In vivo studies were then used to validate the GLP-1 secretagogue effect of such compounds. Finally, evaluation of one of the best compounds in a murine model of diabetes allowed us to validate the hypothesis that a topical intestinal agonist of TGR5 can have a beneficial effect on energy and glucose homeostasis