Dissertations / Theses on the topic 'Tissu adipeux – Physiologie'

L'activite lipolytique du tissu adipeux sous-cutane abdominal a ete etudiee chez des sportifs entraines aux exercices de longue duree d'une part et chez des sujets obeses avant et apres restriction calorique moderee d'autre part. L'etude de la distribution cellulaire met en evidence une repartition bimodale des adipocytes chez les obeses tandis qu'elle est monomodale chez les sportifs et les sedentaires. La mesure de la lipolyse a ete effectuee en dosant le glycerol par la technique de bioluminescence, ce qui nous a permis de travailler sur de tres faibles quantites de cellules. L'entrainement aux exercices prolonges rend le tissu adipeux plus sensible a l'action lipolytique des catecholamines; cette augmentation de la lipolyse est liee a une efficacite accrue de la voie lipolytique beta-adrenergique, avec en plus, chez la femme, une diminution de l'efficacite de la voie antilipolytique alpha-2 adrenergique. Chez les obeses, la diete ne modifie pas les reponses adrenergiques (beta et alpha-2) des adipocytes. L'etude de la densite en sites alpha-2 des plaquettes sanguines montre que ces cellules ne constituent pas un bon outil pour la prediction de la fonction adrenoreceptive du tissu adipeux. Le dosage simultane des acides gras libres et du glycerol par bioluminescence n'a pas mis en evidence de difference dans l'evolution des ces deux constituants

La leptine, produit du gène ob cloné en 1994, est une protéine circulante impliquée dans la régulation de la balance énergétique. Hormone adipocytaire, elle constituerait le maillon essentiel de la chaîne contrôlant l'homéostasie qui conduit des réserves adipeuses au comportement prandial. Cependant, la leptine serait impliquée également dans la régulation de fonctions aussi diverses que la reproduction, les réponses immunitaires et inflammatoires, le remodelage osseux, la cancérogenèse. Bien que le tissu adipeux blanc demeure la source majeure de leptine, le statut de protéine exclusivement adipocytaire doit être nuancé puisque d'autres sites de synthèse dont le muscle squelettique, le placenta et l'estomac ont été décrits. Cette thèse s'insrit dans le cadre de l'étude de la caractérisation et de l'identification de rôles physiologiques de la leptine du tissu adipeux brun et de l'estomac. . .

Le tissu adipeux a longtemps été considéré comme un tissu inerte servant uniquement à la mise en réserve et à la libération des acides gras, mais nous savons maintenant qu’il possède une fonction endocrine et inflammatoire, impliquant ainsi ce tissu dans la pathophysiologie de l’obésité. En ce sens, beaucoup d’efforts sont déployés afin de minimiser son expansion, favoriser sa mobilisation ou encore améliorer l’homéostasie de ses fonctions. Notre compréhension de la nature biologique et physiologique du tissu adipeux a grandement évolué au cours des dernières décennies. De nouveaux concepts ont récemment émergé sur le tissu adipeux, notamment en ce qui concerne : 1) sa densité; et 2) sa plasticité. Dans la présente thèse, nous avons abordé ces deux concepts. L’objectif général des travaux était de caractériser les phénomènes entourant la densité et la plasticité du tissu adipeux. Afin de rencontrer cet objectif, nous avons développé une approche méthodologique nous permettant de mesurer l’accumulation des graisses et la densité radiologique du tissu adipeux, aussi appelée l’atténuation radiologique (la capacité du tissu adipeux à bloquer les rayons X) au niveau abdominal par tomographie axiale dans une cohorte de plus de 240 femmes. Nous avons démontré que l’atténuation radiologique des tissus adipeux sous-cutané et viscéral est significativement et négativement corrélée avec la taille adipocytaire dans le dépôt correspondant. De plus, nos résultats ont révélé que les femmes caractérisées par une hypertrophie des adipocytes viscéraux ont un profil lipidique altéré comparativement aux femmes ayant de plus petits adipocytes. Ces différences sont atténuées après un ajustement statistique pour la surface de tissu adipeux et éliminées après un ajustement statistique pour la surface et l’atténuation des tissus adipeux. Nous avons donc démontré que l’atténuation radiologique des tissus adipeux est un marqueur de la taille adipocytaire. Par le fait même, la taille adipocytaire est un intégrateur de la qualité et de la quantité du tissu adipeux. Nous avons étudié la plasticité des cellules de la fraction stroma-vasculaire et des adipocytes du tissu adipeux. D’abord, nous avons utilisé la cytométrie en flux pour caractériser le phénotype des précurseurs adipocytaires de la fraction stroma-vasculaire. Nous avons démontré qu’une souspopulation de précurseurs adipocytaires natifs CD45- CD31- CD34+ expriment le marqueur de surface CD38. Nous avons observé une expression plus élevée des gènes associés à l’adipogénèse dans les précurseurs CD38+ comparativement aux précurseurs CD38-. Nous avons également démontré que le développement de l’obésité par le biais d’une diète riche en gras est associé à une augmentation du nombre de précurseurs adipocytaires CD38+, particulièrement dans le dépôt intraabdominal. Nos travaux suggèrent donc que le CD38 est un marqueur d’engagement vers la ifférenciation adipocytaire. Par ailleurs, nous avons étudié un exemple de la plasticité des adipocytes matures, soit la dédifférenciation. Nous avons utilisé des puces à ADN pour examiner les changements d’expression génique au cours du processus de dédifférenciation. Nous avons observé une diminution de l’expression des gènes associés aux fonctions de l’adipocyte mature et une augmentation de l’expression des gènes associés à la reprogrammation cellulaire, au cycle cellulaire et à la matrice extracellulaire. Par ailleurs, nous avons développé un modèle de culture cellulaire nous permettant de dédifférencier les adipocytes matures et de moduler certains aspects du processus de dédifférenciation. Cela nous a permis de démontrer un rôle pour le sentier métabolique du Transforming growth factor-β dans la modulation de l’expression des différents types de collagène au cours du processus de dédifférenciation des adipocytes matures. Finalement, nous avons effectué des expériences d’immunofluorescence et de microscopie en temps réel afin de caractériser le processus de dédifférenciation des adipocytes matures. Nous avons démontré que la dédifférenciation est complètement inhibée par l’ajout d’agents bloquant la division cellulaire. Nous avons observé la présence d’adipocytes binucléiques au cours du processus de dédifférenciation, ainsi que des marqueurs de mitose. En conclusion, nos travaux ont permis de caractériser deux nouveaux aspects du tissu adipeux qui reflètent des processus biologiques précis qui ont leurs racines dans le cycle de vie de l’adipocyte, dont l’expansion hypertrophique, la prolifération et la différenciation cellulaire, ainsi que la dédifférenciation des adipocytes matures. Ces travaux proposent des avancées significatives dans notre compréhension de la nature dynamique de ce tissu.
Adipose tissue has been considered a passive reservoir for energy, but we now know that it is also a secretory and endocrine organ. Because of increasing obesity rates, a lot of ressources are being committed to prevent adipose tissue accumulation and associated biological effects. In the last years, our advance in the understanding of adipose tissue biology has greatly evolved. New paradigms on adipose tissue have emerged, especially regarding: 1) its radiologic density (or radiologic attenuation); and 2) its plasticity. In this thesis, we studied these two concepts. The overall objective of this thesis was to characterize the phenomena surrounding adipose tissue density and plasticity. To achieve our objective, we have applied methodological approaches that allowed us to measure abdominal adipose tissue accumulation and attenuation using computed tomography in a cohort of 240 women. We showed that subcutaneous and visceral adipose tissue attenuation is negatively and significantly associated with adipocyte size in the corresponding depot. Our results also demonstrated that women with adipocyte hypertrophy are characterized by an altered lipid profile compared to women with smaller adipocytes. Satistical adjustment for visceral adipose tissue area minimized these differences while subsequent adjustment for adipose tissue attenuation eliminated all differences. Our results suggest that fat cell size is a marker of adipose tissue radiologic attenuation and area, and therefore, an integrator of adipose tissue quality and quantity. We also studied the plasticity of the adipocyte precursors contained in the stromal-vascular fraction of adipose tissue and of mature adipocytes. To do so, we used flow cytometry analysis to characterize the phenotype of adipocyte precursors. We demonstrated that a subpopulation of CD45- CD31- CD34+ adipose progenitors express the cell surface protein CD38. These cells have higher levels of adipogenic genes compared to the CD45- CD31- CD34+ CD38- population. When cultivated, CD38+ cells show a greater adipogenic potential than the CD38- cells. We also found that obesity is associated with an increase in the number of CD38+ adipose progenitors, particularly in the intra-abdominal depot. Our results suggest that CD38 is a marker of commitment toward adipogenesis. Furtheremore, we studied the process of mature adipocyte dedifferentiation as a good example of adipose tissue plasticity. We examined changes in gene expression during the dedifferentiation process using microarray analysis. We found a decrease in the expression of genes associated with mature adipocyte functions and an increase in the expression of genes associated with cellular reprogramming, cell cycle and extra-cellular matrix. We have also developed a cellular culture system that allows us to dedifferentiate mature adipocytes and to modulate various aspects of the process. This allowed us to demonstrate a role for the Transforming growth factor β signaling in modulating collagen gene expression during dedifferentiation. Finally, we performed immunofluorescence and time-lapse microscopy experiments to characterize the process of mature adipocyte dedifferentiation. We demonstrated that adipocyte dedifferentiation is completely prevented by agents blocking cell division. We also observed binucleated adipocytes throughout the ceiling culture process and markers of mitosis. In conclusion, our studies allowed us to characterize various novel aspects of adipose tissue related to specific biological process, which have their roots in the adipocyte life cycle. They include hypertrophic expansion, cellular proliferation and differentiation, and adipocyte dedifferentiation. This is of significant importance in our understanding of adipose tissue dynamics.

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

La physiopathologie de l’obésité est un phénomène complexe qui peut amener plusieurs complications métaboliques chroniques tels que le diabète de type II et la dyslipidémie. Les dépôts de tissus adipeux n’étant pas morphologiquement homogènes, une accumulation préférentielle au niveau viscéral est associée davantage aux maladies chroniques que l’accumulation sous-cutanée. Parallèlement à ce phénomène, le dimorphisme sexuel chez l’humain témoigne de l’importance des hormones sexuelles dans la distribution des graisses. Ce phénomène semble d’autant plus important chez la femme, chez qui la ménopause entraîne une redistribution des graisses au niveau abdominal. L’objectif de ce mémoire est donc de définir la relation entre les niveaux circulants d’hormones stéroïdiennes et la distribution des graisses chez la femme, ainsi que leurs liens avec les facteurs de risque cardiométabolique. Nous avons d’abord étudié la relation entre les estrogènes circulants et l’adiposité ainsi que les paramètres métaboliques dans une cohorte de femmes ménopausées. Nous avons observé que les estrogènes étaient positivement associés à plusieurs altérations métaboliques tels que la résistance à l’insuline, mais que ce phénomène s’expliquait par la variation concomitante de masse grasse totale. Par la suite, nous avons examiné la relation des androgènes ainsi que leurs métabolites et précurseurs avec la distribution des graisses et la fonction du tissu adipeux chez la femme préménopausée. Nous avons observé que plusieurs androstanes étaient associés négativement à l’adiposité totale. De plus, certains stéroïdes, particulièrement la prégnénolone, étaient associés négativement avec la dysfonction du tissu adipeux. En somme, nos résultats pointent vers l’importance du tissu adipeux dans la régulation de la concentration d’hormones sexuelles plasmatiques.
The physiopathology of obesity is a complex phenomenon resulting in many metabolic complications like type 2 diabetes and dyslipidemia. Adipose tissue depots from various locations are morphologically heterogeneous and a preferential accumulation in the visceral area is more closely associated with metabolic disorders than subcutaneous fat accumulation. The sex dimorphism observed in human body fat distribution supports important role for sex hormones in this phenomenon. The goal of this master thesis was to elucidate the relation between plasma steroid hormone levels, adipose tissue distribution and cardiometabolic risk variables in women. First, we studied the relation between circulating estrogens and adiposity as well as metabolic parameters in menopausal women. We observed positive associations between estrogens and metabolic alterations such as insulin resistance, but these associations were explained by the concomitant variation of total body fat mass. Second, we investigated the associations between androgens, their metabolites and precursors, with adipose tissue distribution and function in premenopausal women. We observed that many androstanes were negatively related with total adiposity. Moreover, some steroids, especially pregnenolone were negatively associated with markers of adipose tissue dysfunction. Together, ours results point toward the importance of adipose tissue in the regulation of circulating sex hormones.

Le tissu adipeux est un organe complexe qui centralise de nombreuses fonctions métaboliques. La principale est la régulation de la balance énergétique. Depuis quelques années, il est reconnu pour être le siège d’une activité sécrétoire importante dont les produits sont les adipokines. Au cours du développement de l’obésité, il concentre de nombreux dysfonctionnements cellulaires qui vont avoir des répercutions fonctionnelles importantes, sur lui-même, mais également sur d’autres tissus. Ces dysfonctionnements vont êtres à l’origine de nombreuses complications liées à l’obésité dont l’insulino-résistance, le diabète de type II ou les maladies cardiovasculaires. Dans ce cadre, des études épidémiologiques ont montré que la consommation de fruits et légumes avait un impact bénéfique, attribué en partie à certains micronutriments dont les caroténoïdes, sur ces pathologies et sur certains types de cancer. Parmi ces caroténoïdes, le lycopène et le ß-carotène occupent une place importante. Ils représentent les deux principaux caroténoïdes de notre alimentation et sont stockés physiologiquement au niveau du tissu adipeux. Des études ont suggéré qu’ils étaient spécifiquement et individuellement liés à une diminution des pathologies cardiovasculaires et de ses complications. De plus, compte tenu du lien très fort existant entre tissu adipeux, obésité et les pathologies associées, des études ont suggéré qu’il existait une relation entre ces deux caroténoïdes, le tissu adipeux et ces pathologies. Cependant, à ce jour, il n’existe quasiment pas d’explications sur les liens entre ces trois facteurs. Le but de cette thèse est d’apporter les premières pistes explicatives. Nous avons ainsi évalué les effets du lycopène et du ß-carotène sur certains aspects de la biologie du tissu adipeux et des fonctions adipocytaires. Nous montrons que les deux isomères principaux du lycopène (all-trans et 5-cis), son métabolite et le ß-carotène influencent fortement le transcriptome et le microtranscriptome de l’adipocyte. De plus, le lycopène diminue la réponse inflammatoire en réponse à un régime riche en gras via une diminution de l’activité NF-?B, et que un de ses métabolites, l’acide apo-10’-lycopénoïque transactive RAR in vivo dans le tissu adipeux. Il possède également la même capacité antiinflammatoire. Le ß-carotène quant à lui diminue l’adiposité chez des souris. Ce mécanisme est BCMO1 et PPAR? dépendant. Enfin, L’ensemble de nos résultats apportent de nouvelles perspectives et élargissent les connaissances sur ces deux caroténoïdes. Ils sont capables d’influencer de façon importante de nombreuses fonctions adipocytaires en lien avec l’obésité et ses complications dont les maladies cardiovasculaires selon différents mécanismes
Adipose tissue is a complex organ who exerts several metabolic functions. It is involved in the regulation of the energy balance and since a decade is well known as an exocrine organ who secrets several proteins collectively called adipokines. It is one of the main organs involved in obesity where it concentrates several cellular dysfunctions which will have important physiological consequences such as development of insulin resistance, type II diabetes and cardiovascular diseases. Epidemiological studies have reported that high consumption of fruits and vegetables is link to a decrease of pathologies such as cardiovascular diseases, type II diabetes and cancer; due to the presence of micronutrients notably carotenoids. Among these carotenoids, lycopene and ß-carotene play an important role. They are the main carotenoids in our diet, and are physiologically store in adipose tissue. Furthermore, others studies point that the high consumption or concentration of these compounds in adipose tissue is associated to a decrease of the risk to develop cardiovascular diseases. However, the link between carotenoids, adipose tissue, obesity-associated pathologies is unclear. The aim of this thesis was to bring some explanatory way to this association. An analyze of the transcriptome and microtranscriptome of adipocytes in response to lycopene (all-trans and 5-cis, the two main isomers and the metabolite) and ß-carotene also reveal that these compounds influence a large amount of genes and miRNAs. These effects can also explain a part of the positives effects attributed to these carotenoids. We found that lycopene decrease the inflammatory state of adipose tissue in response to a high fat diet. This phenomenon is explained by a decrease of the NF-?B activity. We also found that a metabolite of lycopene, the apo-10’-lycopenoic acid is able to transactivate RAR in vivo in different tissues included adipose tissue and possess the same anti inflammatory property than all-trans lycopene. In another article, we show that, a diet rich in ß-carotene in mouse lead to a decrease of adiposity. This effect is BCMO1 and PPAR? dependant. This enzyme, BCMO1, seems to play a key role in adipose tissue. Taking all these results together, we open new ways related to the effect of lycopene and ß- carotene on adipose tissue. These results can explain at least in part the benefic effects observed in several studies

Le diabète de type 2 (DT2) et la cachexie ont en commun des anomalies métaboliques du tissu adipeux blanc (TA) et une augmentation des acides gras (AG) dans le sang à l’origine d’une insulino-résistance. La concentration des AG circulants résulte de l’équilibre entre lipolyse et réestérification qui nécessite la synthèse de glycérol-3 phosphate à partir de substrats non glucidiques (glycéronéogenèse). Nous avons étudié les effets de la leptine, de l’insuline et de l’interféron gamma (INF-) sur la glycéronéogenèse, la lipolyse et la production du monoxyde d’azote (NO) dans les adipocytes ou explants de TA péri-épididymaire de rat. Nous avons mis en évidence une résistance mutuelle entre la leptine et l’insuline sur l’activation de la NO synthase (NOS) III : IRS-1 est phosphorylé sur la Ser307 par la leptine via PKA et Jak2 est déphosphorylé par l’insuline. Nous avons démontré que la leptine, contrairement à son effet lipolytique à court terme, inhibe la libération du glycérol des adipocytes à long terme. De plus, elle inhibe la glycéronéogenèse et l’expression génique et protéique de la lipase hormono-sensible et de la phosphoénolpyruvate carboxykinase (PEPCK-C) impliquées dans la lipolyse et la glycéronéogenèse. En utilisant un inhibiteur des NOS et un donneur de NO exogène, nous avons déterminé l’implication du NO dans cette régulation. Enfin la combinaison de cytokines leptine/INF- abolit totalement l’inhibition de l’expression génique de PEPCK-C (6h) exercée par chacune d’elles. En conclusion, l’interférence entre la leptine et l’insuline pourrait être intervenir dans l’apparition de l’insulino- et de la leptino-résistance en relation avec l’obésité et le DT2
Type-2 diabetes and cachexia are associated with adipose tissue (AT) metabolic dysfunction and increased plasma non-esterified fatty acids (NEFA) contributing to insulin resistance. In adipocytes, NEFA efflux is the result of lipolysis and NEFA re-esterification which requires glycerol-3 phosphate synthesis from non carbohydrate substrates (glyceroneogenesis). We investigated the effects of leptin, insulin and interferon gamma (INF- alone or in combination on glyceroneonegenesis, lipolysis and nitric oxide (NO) production in adipocytes or in explants from rat epididymal AT. We showed a negative crosstalk in leptin and insulin signaling pathways implicated in NO synthase III activation: IRS-1 was phosphorylated on Ser307 by leptin via PKA with subsequent Jak2 dephosphorylation induced by insulin. Leptin inhibited glycerol release during long-term treatment whereas its short-term effect was lipolytic. Additionnaly, leptin reduced glyceroneogenic flux and gene and protein expression of hormone-sensitive lipase and phosphoenolpyruvate carboxykinase (PECPK-C), key-enzymes of lipolysis and glyceroneogenesis. Using the NOS inhibitor L-NAME and the NO donor SNAP, we determined that NO was involved in leptin regulation. Our results revealed that a 6h exposure of AT to leptin/INF- combination totally abolished the inhibition of PEPCK-C gene expression occurring during the treatment with either INF- or leptin. We suggest that the interference between leptin and insulin signaling could play a crucial role in leptin- and insulin-resistance correlated with obesity and the development of type-2 diabetes

Les récents développements de la recherche ont permis de caractériser le tissu adipeux en tant qu’organe endocrine majeur et à associer l’obésité à un phénotype d’inflammation chronique, surnommé métaflammation. Cette thèse de doctorat s’attarde spécifiquement à une adipokine et son récepteur, la protéine stimulant l’acylation (ASP) et le récepteur C5L2, ainsi qu’à leur relation avec le métabolisme énergétique et la métaflammation. L’ASP dérive du système du complément et ses principaux effets sont liés à la stimulation de l’absorption des acides gras et du glucose par les adipocytes, avec comme résultat net l’entreposage accentué de lipides. L’invalidation génétique de la voie ASP–C5L2 crée un phénotype de résistance à l’obésité et d’hyperphagie, lui conférant un potentiel thérapeutique intéressant. Les travaux décrits dans cette thèse évaluent premièrement chez la souris, de manière successive, (i) les conséquences d’une stimulation aigüe par l’ASP, (ii) le métabolisme des animaux déficients en C5L2 lorsque soumis à une diète diabétogène, (iii) ainsi que la dynamique de signalisation de la voie ASP–C5L2 dans le développement de l’obésité. L’ASP agit de manière aigüe en tant qu’hormone anabolique, stimulant l’absorption de glucose dans les tissus à transport actif. De manière paradoxale, l’ASP crée aussi un état pro-inflammatoire ponctuel, stimulant la synthèse de cytokines ainsi que la migration et l’activation classique des macrophages. La délétion du récepteur C5L2 dans un modèle murin sous diète diabétogène induit des effets énergétiques contraires, poussant le développement de l’insulinorésistance et redirigeant le glucose vers le foie. Un phénotype exacerbé de métaflammation est aussi mesurable, probablement lié à la perte de la seconde fonction du récepteur C5L2, celle de la séquestration de l’anaphylatoxine C5a. Par la suite, dans un modèle d’obésité induite par la diète, le développement d’une résistance à l’ASP est démontré et semble être lié à la diminution de l’expression du récepteur C5L2. L’étude finale de cette thèse (iv) évalue la contribution clinique de l’ASP et du système du complément dans une intervention visant à moduler l’interaction entre le métabolisme énergétique et l’inflammation dans le cadre d’une chirurgie de résection hépatique. Les résultats avancés dans cette thèse permettent de mieux situer la voie ASP–C5L2 à la frontière du métabolisme énergétique et de l’immunité et de clarifier son potentiel thérapeutique.
Recent research findings have characterized adipose tissue as en endocrine organ and have shown that obesity triggers the development of low-grade inflammation, termed metaflammation. This thesis focuses on one adipokine and its receptor, acylation stimulating protein (ASP) and C5L2 receptor, and their relationship with energy metabolism and metaflammation. ASP derives from the complement system and acts on adipocytes by upregulating fatty acid and glucose absorption, resulting in a net increase in lipid storage. Mice genetically deficient in components of the ASP–C5L2 pathway are obesity-resistant but hyperphagic, suggesting that the disruption of this pathway could hold a therapeutical value. This thesis sequentially evaluates in mouse models (i) the consequences of an acute ASP stimulation, (ii) metabolism in C5L2-deficient animals treated with a diabetogenic diet, (iii) and the dynamics of the ASP–C5L2 pathway in diet-induced obesity. ASP acts acutely as an anabolic hormone, stimulating glucose absorption in tissues with active glucose transport. Paradoxically, ASP also generates an acute proinflammatory response with increased cytokine release, macrophage migration and classical activation. The disruption of C5L2 receptor in a murine model treated with a diabetogenic diet induced the opposite effects on energy metabolism, aggravating the development of insulin resistance and rerouting glucose to the liver. A more pronounced phenotype of metaflammation is also measurable in C5L2 knockout mice, probably linked to the second function of the C5L2 receptor, the sequestration of the anaphylatoxin C5a. In a model of diet-induced obesity, the proof-of-concept of ASP resistance is demonstrated and possibly linked with a reduction in C5L2 expression. The final study in this thesis (iv) evaluates the clinical contribution of ASP and the complement system in the outcome of an intervention designed to modulate the interaction between metabolism and immunity in a surgical context of hepatic resection. The results shown in the present work clarify the role and the therapeutical potential of the ASP–C5L2 pathway and describe it as a bridge between inflammation and metabolic homeostasis.

Les acides biliaires (ABs) ne sont pas seulement des simples détergents pour les lipides mais aussi des molécules affectant différents fonctions endocrines. Leurs actions régulatrice est médiée par le facteur de transcription Farnesoid X Receptor (FXR), ces ABs sont considérés comme les ligands endogènes de FXR. En plus d'être un régulateur clé de l'acide biliaire, le métabolisme des lipides et du glucose, le récepteur nucléaire FXR a récemment était impliqué dans le contrôle de la différenciation adipocytaire in vitro et in vivo. Le degré de sa contribution et les mécanismes moléculaires impliqués demeurent inconnus. Le but de notre étude est d’élucider le rôle de FXR dans la fonction adipocytaire et dans la régulation de la voie d’activation de PPARγ. Pour cela, nous avons étudiés la réponse des souris FXR-/- à l’activation de PPARγ par la rosiglitazone. Nos résultats montrent que les souris FXR-/- obèses présentent une résistance au traitement rosiglitazone. In vitro, le traitement rosiglitazone n’induit pas une différenciation adipocytaire normale et la formation des gouttelettes lipidiques dans les MEFs FXR-/-. De plus, les MEFs FXR-/- montrent une augmentation de la lipolyse et une diminution de la lipgenèse de novo, ce qui en résulte une diminution du contenu en triglycérides intracellulaires. La réintroduction de FXR dans les MEFs FXR-/- améliore la différenciation adipocytaire. L’expression des gènes de la voie Wnt/β-caténine ainsi que leurs gènes cibles augmentent dans le tissu adipeux des souris FXR- /- et dans les MEFs. En revanche l’expression de différents inhibiteurs de la voie Wnt/β- caténine diminue à un stade précoce dans les MEFs FXR-/-. En conclusion, notre étude montre que FXR régule la fonction et la différenciation adipocytaire en régulant deux voies opposées, la voie PPARγ et la voie Wnt/β-caténine.

Dans différents types de cancers, notamment dans le cancer du sein, il existe une population cellulaire à l’origine des mécanismes de rechute de la maladie plusieurs années après la fin des traitements initiaux, caractérisée par des propriétés de cellules souches et une chimiorésistance unique dont le mécanisme est inconnu. Pour ces raisons il est important de comprendre les mécanismes et de connaître les acteurs physiologiques impliqués à la fois dans la régulation des cellules souches normales et cancéreuses. Le CD10 est une endopeptidase zinc-dépendante capable d’inactiver un certain nombre de peptides impliqués, entre autre, dans le développement de la glande mammaire. Nos recherches ont permis de montrer que la population cellulaire exprimant le CD10 dans la glande mammaire était enrichie en cellules souches/progéniteurs communs précoces/cellules myoépithéliales. Nos résultats suggèrent que l’adhérence des cellules souches au stroma via l’intégrine β1 et le clivage de certains peptides par le CD10 sont des éléments clés du micro-environnement permettant le maintien du réservoir de cellules souches et de progéniteurs précoces dans la glande mammaire. Le tissu adipeux est également un des constituants majeur de l’environnement de la glande mammaire et joue un rôle dans la sécrétion de facteurs de croissances également impliqués dans l’homéostasie du tissu mammaire. Nos résultats ont suggéré qu’en plus de son rôle nourricier, le tissu adipeux pouvait constituer une source potentielle de cellules souches épithéliales luminales pouvant ainsi être considérée comme une nouvelle source cellulaire à l’origine de certains cancers du sein
In breast, the existence of cancer stem cells has been demonstrated and that explain a number of observations as tumour heterogeneity. Other studies have demonstrated the resistance of radio and chemotherapy by different innate or acquired stem cell specific mechanisms that could explain relapse few years after the traitment. For all these reasons, that is very important to understand these mechanisms and to know physiological actors both implicated in the regulation of normal or cancer stem cells. CD10 is a zinc-dependant metallo-endopeptidase that inactivates a number of signalling peptides that could be implicated in mammary growth and differentiation. We have showed that CD10+ cell sorted population is enriched in Stem Cells/Early Common Progenitors/MyoEPithelial cells. We demonstrate that the protease activity of CD10 and the adhesion function of beta1-integrin are required to prevent differentiation of mammary stem cells/early progenitors. Taken together, our data suggest that integrin-mediated contact with the basement membrane and cleavage of signalling factors by CD10 are key elements in the microenvironment that maintains the progenitor and stem cell pools in the mammary gland. Adipose tissue is also a major component of the mammary microenvironment implicated in its homeostasis by the secretion of soluble factors. Our results suggested that the adipose tissue could be considered as a potential source of stem cells that differentiated into the luminal epithelial lineage involved in some breast cancers

L’obésité est un problème de santé majeur qui se traduit par un déséquilibre du métabolisme énergétique. La protéine stimulant l’acylation (ASP, C3adesArg) est une protéine produite par le tissu adipeux qui stimule la synthèse des triglycérides (TG) et le transport du glucose en se liant à son récepteur C5L2. Nos études précédentes ont établi que les souris avec le gène C3 invalidé (C3KO) sont des souris déficientes en ASP, hyperphagiques, mais de poids normal, affichant une dépense énergétique plus élevée que les souris sauvages. C’est à partir de ces résultats que nous avons basé notre objectif de déterminer le rôle de la voie ASP-C5L2 dans le métabolisme énergétique et cela autant au niveau du cerveau que des organes périphériques. Lors de notre première étude, nous avons observé qu’une injection centrale d’ASP au niveau du troisième ventricule chez des rats Wistar, amenait une diminution de la prise alimentaire et du poids corporel ainsi qu’une augmentation de l’expression d’ARNm du neuropeptide anorexigène pro-opiomélanocortine (POMC) dans la région du noyau arqué. Nos études révèlent également que les niveaux de lipides intramyocellulaires (IMCL) sont augmentés de six fois chez les souris déficientes en C5L2 (C5L2KO) par rapport aux souris sauvages (WT) suite à un régime riche en graisse. De plus, chez les sujets humains, l’expression protéique de C5L2 est réduite chez les patients diabétiques de type 2 par rapport aux témoins obèses. L'entraînement physique a augmenté l’expression protéique de C5L2 et la production d’ASP chez les hommes obèses insulino-résistants. Enfin, nos travaux avec les souris déficientes pour le récepteur du C5a (C5aRKO) montrent qu’après 12 semaines de diète riche en graisse et en sucre (DIO), les souris C5aRKO présentent une diminution du poids corporel ainsi que des dépôts adipeux gonadiques et inguinaux plus petits que leurs homologues WT. Des taux de triglycérides et d'acides gras non-estérifiés plasmatiques plus faibles et une clairance postprandiale plus rapide des triglycérides ont aussi été constatés. Nous avons donc démontré que la voie ASP/C5L2 représente une cible intéressante autant dans le contrôle de la prise alimentaire que dans le métabolisme des acides gras du muscle squelettique.
Obesity is a major health problem that results in an imbalanced energy metabolism. Acylation Stimulating Protein (ASP, C3adesArg) is a protein produced by the adipose tissue, which stimulates triglycerides (TG) synthesis and glucose transport by binding to its receptor C5L2. Our previous studies have shown that mice with a disabled C3 gene (C3KO) are ASP deficient, hyperphagic but of normal weight and demonstrate greater energy expenditure than wild-type mice. From these results, our goal was to determine the role of the ASP-C5L2 pathway in energy metabolism. In our first study, we observed that a central injection of ASP in the third ventricle of Wistar rats brought a reduction in food intake and body weight gain and an increased mRNA expression of the anorexigenic neuropeptide POMC in the region of the arcuate nucleus. Our studies also showed that the levels of intramyocellular lipids (IMCL) were increased six-fold in C5L2-deficient mice (C5L2KO) compared to wild mice (WT) after a high-fat diet. Furthermore, in humans, the protein expression of C5L2 is reduced in patients with type 2 diabetes compared with obese controls. Physical training increased protein expression of C5L2 and ASP output in obese insulin-resistant men. Finally, our work with C5a receptor-deficient mice (C5aRKO) showed that after 12 weeks of a high-fat and high-sugar diet (DIO), the C5aRKO mice exhibited reduced body weight and smaller gonadal and inguinal fat mass than their WT counterparts. This was accompanied with lower plasma levels of non-esterified fatty acids and triglycerides and faster postprandial triglyceride clearance. Our studies have demonstrated that the ASP/C5L2 pathway represents an attractive target in the control of food intake and skeletal muscle fatty acid metabolism.

Le système endocannabinoïdien (SEC) est impliqué dans de nombreuses fonctions biologiques comme la régulation du métabolisme énergétique. Ces dernières années, de nombreuses études ont montré que l'obésité était associée à une suractivation du SEC et en particuliers des récepteurs CB1 (CB1R) centraux. De plus, l'inactivation des CB1R par des antagonistes spécifiques comme le Rimonabant (SR141716) conduits à une amélioration des paramètres métaboliques chez le sujet obèse. Cependant, l'inactivation des CB1R périphériques pourrait également contribuer à l'amélioration de ces paramètres et c'est cette dernière notion que nous avons cherché à approfondir. Pour cela, nous avons testé les effets du SR141716, sur des souris obèses afin d'établir des relations entre l'activité du SEC et le statut lipidique en étudiant plus particulièrement la régulation du métabolisme dans deux tissus clé, le foie et le tissu adipeux (TA). Des souris préalablement rendues obèses via un régime alimentaire enrichi en sucre et en graisse ont été traitées 6 semaines par SR141716 et le traitement à conduit à une perte de poids associée à une normalisation paramètres plasmatiques ainsi qu'à une résorption de la stéatose hépatique. L'hypothèse majeure de cette étude est que la réversion de la stéatose serait associée à un effet bénéfique du traitement sur le métabolisme du TA viscéral et qu'il y aurait donc des effets directs du SR141716 sur les tissus périphériques. Par conséquent, les effets de l'antagonisme des CB1R périphériques sur le métabolisme lipidique ont ensuite été étudiés in vitro. Pour cela, nous avons tout d'abord développé un modèle d'explants de foie en culture traités avec SR141716. Dans ce modèle, le blocage des CB1R hépatiques est associé à une diminution de leur expression génique et dans certaines conditions à une augmentation des capacités -oxydatives. Enfin, afin d'étudier l'impact du SEC sur le métabolisme adipocytaire, nous avons mis au point un modèle d'explants de TA en culture en distinguant le TA viscéral du sous-cutané. Des résultats préliminaires semblent indiquer que le blocage des CB1R limite la lipolyse dans le TA viscéral. En conclusion, ces travaux de thèse démontrent que les CB1R périphériques constituent une cible thérapeutique très prometteuse pour le traitement de l'obésité et des désordres associés.

Ce travail decrit les relations existant entre le transport plasmatique et cellulaire des acides gras (ag) et les importantes capacites de thermogenese des canetons acclimates au froid et des poussins de manchot royal adaptes au froid. Chez les deux especes, l'etude des lipides et des lipoproteines plasmatiques ainsi que des lipases endotheliales suggere que l'exposition au froid augmente l'apport cellulaire des ag au muscle squelettique et au foie. La quantification des fatty acid-binding proteins et la capacite de liaison des ag aux proteines cytoplasmiques suggerent que les capacites de transport intracellulaire des ag sont stimulees dans le muscle et le foie des oiseaux exposes au froid. Chez les manchots, le jeune naturel de longue duree au froid preserve les capacites de transport des ag dans le muscle et le foie. En conclusion, les mecanismes musculaires et hepatiques de transport des ag contribueraient a favoriser les capacites de thermogenese des oiseaux exposes au froid, nourris ou soumis a un jeune de longue duree.

L'obésité est une maladie complexe dont la prévalence est en constante augmentation à travers le monde. A l'instar de nombreux médicaments qui ont pour origine des molécules végétales, de nouveaux principes actifs ont été recherchés dans les plantes. Parmi eux, les phytoecdystéroïdes, notamment la 20-hydroxyecdysone présente dans le quinoa, ont montré des effets pharmacologiques bénéfiques, et seraient donc des candidats potentiellement efficaces contre l'obésité. L'objectif de cette thèse est de mettre en évidence les propriétés d'un extrait de quinoa enrichi en 20-hydroxyecdysone sur le surpoids et l'obésité et d'en caractériser les effets.Dans un premier temps, un apport alimentaire d'extrait de quinoa enrichi en 20-hydroxyecdysone chez la souris soumise à un régime hyperlipidique a permis de limiter le développement du tissu adipeux, sans modifier la prise alimentaire. Dans le tissu adipeux, ces effets ont été associés à une diminution de la quantité de transcrits de gènes impliqués dans le stockage lipidique et l'inflammation. L'analyse du bilan énergétique a mis en évidence un effet de l'extrait de quinoa sur l'augmentation de la dépense énergétique liée à une augmentation de l'oxydation des glucides, ainsi que sur la diminution de l'absorption intestinale des lipides. Ensuite, chez le sujet en surpoids ou obèse, l'extrait de quinoa a montré une tendance à la prévention de la reprise de poids et de masse adipeuse suite à une restriction énergétique. Cet effet s'est accompagné d'un maintien de l'amélioration de l'insulino-sensibilité. Enfin, des mesures de biodisponibilité de la 20-hydroxyecdysone chez la souris ont permis de quantifier sa teneur circulante et de suivre l'apparition de certains de ses métabolites dont le rôle reste à identifier. Ces résultats montrent un bénéfice potentiel de l'extrait de quinoa et de son principe actif, la 20-hydroxyecdysone, sur la stabilisation du poids et de la masse adipeuse suite à une réduction pondérale. D'autres études seront nécessaires afin de poursuivre la caractérisation de ces effets
Obesity is a complex disease which is dramatically increasing worldwide. Following the example of many drugs that were developed from plants molecules, new natural active principles are currently being evaluated in order to prevent or to treat metabolic disorders. Among them, phytoecdysteroids, and mainly 20-hydroxyecdysone present in quinoa, have displayed beneficial pharmacological effects. Thus, they would be potentially active candidates against obesity. The objective of this thesis is to highlight the properties of a quinoa extract enriched in 20-hydroxyecdysone on overweight and obesity and to characterize their effects.First, the ingestion of 20-hydroxyecdysone enriched quinoa extract by mice fed a high-fat diet limited adipose tissue development, without modifying food intake. In adipose tissue, these effects were associated with a reduction of the amount of transcripts of genes involved in lipid storage and inflammation. Energy balance analyses showed that quinoa extract increased energy expenditure via an increase in glucose oxidation and diminished lipid intestinal absorption. Then, in overweight and obese subjects, quinoa extract displayed a tendency to prevent weight and fat mass regain after energy restriction. This effect was accompanied by the maintenance of insulin sensitivity improvement. Lastly, 20-hydroxyecdysone bioavailability measurements in mice allowed its plasma level quantification and the identification of metabolites whose role is still to be identified. These results show a potential benefit of the quinoa extract and its active principle, 20-hydroxyecdysone, on weight and adipose mass stabilization following weight loss. More studies are required to characterize further these effects

Le neuropeptide y (npy), neurotransmetteur et le peptide yy (pyy), hormone secretee par les cellules endocrines de l'intestin inhibent la lipolyse sur des adipocytes isoles canins et humains. Ces effets récemment découverts au laboratoire nous ont conduit a caractériser le récepteur impliques. Dans le tissu adipeux de chien, il s'agit d'un récepteur au pyy appartenant au sous-type y2, d'un poids moléculaire apparent de 62 kda et couple a des protéines gi. Les effets antilipolytiques du npy et du pyy et le nombre de ces récepteurs ont également été détermines dans le tissu adipeux d'animaux de laboratoire et de rongeurs hibernants (loir, lerot et gerboise). Parmi ces espèces, un puissant effet inhibiteur du npy et pyy n'a été retrouve que chez le lerot. La seconde partie des recherches a été consacrée à l'adipocyte humain. Le tissu adipeux humain a la particularité de présenter une heterogeneite fonctionnelle selon sa localisation anatomique. Ainsi, le nombre de récepteurs au pyy et alpha2-adrenergiques est plus important dans le tissu adipeux sous-cutané que dans un dépôt profond. Ces différences se retrouvent également dans les effets antilipolytiques induits par le pyy et l'adrénaline. De plus, l'expression des récepteurs alpha2-adrenergiques est fortement corrélée a celle des récepteurs au pyy. Le rôle et la contribution relative de chacun de ces systèmes antilipolytiques restent à définir

L’obésité s’accompagne d’un état inflammatoire chronique qui joue un rôle délétère.Cet état associé à l’obésité été impliqué dans le développement de complications métaboliques:insulino-résistance et DT2.Chez les obèses,le TA est un site de production de médiateurs pro et/ou anti-inflammatoires, des adipokines.Les modifications et changements de style de vie et les approches thérapeutiques sont privilégiés pour lutter contre l’obésité.Toutefois,les approches préventives ne doivent pas être négligées,des études épidémiologiques ont mises en évidence une corrélation entre obésité et carence en micronutriments.Par ailleurs,il existe une corrélation inverse entre micronutriments lipophiles et caroténoïdes et la prévalence de l’obésité et du DT2.Le but de cette thèse est de comprendre le lien qui existe entre carence en micronutriments,obésité et complications associés.Une étude clinique transversale a été réalisée chez des obèses non diabétiques.Les résultats nous ont permis de montrer qu’il existe une association positive entre b-carotène et sensibilité à l'insuline chez l'obèse,effet pouvant être lié à une modulation de l'expression de certaines adipokines dont l'adiponectine qui est indépendamment associée à la concentration plasmatique en b-carotène.Une étude préclinique a été menée, dont l'objectif évaluer l'impact de la teneur en vitamines alimentaires sur la prise de poids et l'insulino-sensibilité.Des souris ont été soumises à un régime hypovitaminé.A 10 semaines,ce régime favorise la prise de masse grasse,modifie la sensibilité à l'insuline,en agissant au niveau du métabolisme lipidique hépatique,via une diminution des capacités oxydatives
Obesity is associated with chronic inflammatory condition that plays a deleterious role.This inflammatory state associated with obesity was involved in the development of metabolic complications : insulin resistance and T2DM.Obese, AT is a site for the production of pro and/or anti-inflammatory adipokines, and plays a major role in the development of chronic inflammation associated with obesity.Modifications and changes in lifestyle and therapeutic approaches are preferred to deal with obesity. However,preventive approaches should not be ignored,several epidemiological studies have shown a correlation between obesity and micronutrient deficiency.In addition,there is an inverse correlation between lipophilic micronutrients and carotenoids and the prevalence of obesity and T2DM.The purpose of this thesis is to understand the possible link between LM and carotenoids deficiency, obesity and associated physiological disorders.A cross-sectional study was performed in non-diabetic obese patients.The results allowed us to conclude the existence of a favorable effect of b-carotene on insulin sensitivity in obese patients.This effect may be related to modulation of inflammation or the expression of some adipokines(such as adiponectin), either directly or through its pro-vitamin A activity.A preclinical study was performed; the objective is to assess the impact of the vitamins on weight gain and insulin sensitivity.Mice were subjected to a hypovitaminic diet.After 10 weeks of regimen, we observed an increased adiposity and an altered insulin sensibility.This diet probably acts on the hepatic lipid metabolism via a decrease in oxidative capacity

L'usage premier des retardateurs de flamme bromés est lié à la réduction des risques liés au feu dans nos sociétés. Cependant, la plupart sont des polluants organiques persistants de l'environnement ayant une action de perturbation endocrinienne. Leurs capacités de bioaccumulation font de l'homme une espèce particulièrement exposée, notamment via l'alimentation et l'inhalation. Le besoin d'évaluer ce niveau d'exposition, notamment en France, a clairement été identifié. Une méthode d'analyse multi-résidus (polybromodiphenyl ethers, tetrabromobisphenol A et hexabromocyclododecane) et multi-matrices (origines animales) basée sur des couplages LC-MS/MS et GC-HRMS, a par conséquent été développée, en prêtant une attention particulière à la gestion des contaminations analytiques. Puis, l'analyse de plus de 170 échantillons collectés à Toulouse, dans le cadre d'accouchements par césarienne a donné accès à des informations relatives à l'évaluation de l'exposition des mères et des nouveau-nés
Brominated flame retardants are mainly used today for the reduction of fire risks. However, they are, for the most part, persistent environmental pollutants showing endocrine disrupting activities. Their bioaccumulation properties make mankind a particularly exposed species, especially via feeding and inhalation. The need to evaluate exposure levels, particularly in France, has been clearly identified. A multi-residue (polybromodiphenyl ethers, tetrabromobisphenol A and hexabromocyclododecane) and multi-matrices (animal origins) analytical method based on LC-MS/MS and GC-HRMS couplings, was developed, with special attention paid to analytical contamination management. Then, more than 170 samples, collected in Toulouse during caesarian deliveries, were analyzed and gave access to information relative to the evaluation of mothers and newborns exposure

L'obésité est une épidémie mondiale qui augmente le risque de développer un diabète de type 2 ainsi que ses complications. Chez les individus obèses, le tissu adipeux sécrète de grandes quantités d'hormones et de cytokines qui affectent négativement le métabolisme du glucose et des lipides, ce qui provoque l'inflammation et la résistance à l'insuline. L'obésité augmente également l'activité du système rénine-angiotensine (RAS) localement au niveau de différents tissus et de façon systémique dans la circulation. L’angiotensinogène est convertie en angiotensine I par la rénine, ainsi que par la prorénine uniquement quand la prorénine est liée au récepteur de la rénine et prorénine [(P)RR] 1 . Ceci est la voie angiotensine-dépendante (Ang-D) du (P)RR. La liaison de la rénine et de la prorénine avec le (P)RR active également une voie angiotensine-indépendante (Ang-ND), ce qui produit une signalisation intracellulaire comportant la mitogen activated protein kinase (MAPK), la extracellular regulatory kinase 1/2 (ERK1/2), la promyelocytic leukemia zinc finger protein (PLZF) et le tumor necrosis factor alpha (TNF-a). Ceux-ci peuvent provoquer la croissance et la prolifération cellulaire, l'apoptose et la fibrose et pourraient donc être reliés aux dommages tissulaires et aux complications associées à l'obésité 1, 2. Plusieurs effets bénéfiques d’un blocage pharmacologique du (P)RR ont été rapportés tels la prévention du développement d'une fibrose cardiaque et rénale ainsi que la prévention de la néphropathie et de la rétinopathie diabétique. Cependant, les effets du (P)RR dans le tissu adipeux ont été peu étudiés. Par conséquent, notre objectif était d'étudier le rôle du (P)RR dans le développement de l'obésité et de la résistance à l'insuline par : 1) l'administration de HRP (un peptide bloquant l’effet du (P)RR) chez un modèle de souris obèse par l’administration d’une diète riche en gras (HFD), et 2) l’évaluation de souris ayant une délétion (KO) du gène (P)RR spécifiquement dans le tissu adipeux, qui a été généré dans notre laboratoire par la technologie Cre-LoxP. L'expression du gène et de la protéine du (P)RR dans les tissus adipeux était augmentée chez les souris nourries avec une HFD indépendamment du traitement au HRP. Le traitement par le HRP a réduit le poids corporel et la masse adipeuse chez les souris nourries avec une HFD alors qu’une tendance pouvait être observée chez les souris sur diète normale (ND). De façon similaire, les souris (P)RR KO spécifiquement dans le tissu adipeux avaient une réduction du poids corporel et de la masse adipeuse, même sur ND, ce qui suggère fortement l'implication du (P)RR dans le tissu adipeux dans le développement de l'obésité. Le phénotype des souris KO incluait une augmentation de l'activité horizontale uniquement dans leur période active, ce qui pourrait contribuer à augmenter leur métabolisme énergétique et ainsi réduire leur poids corporel et leur masse adipeuse. De plus, les souris KO homozygotes mâles avaient un métabolisme de base plus élevé car nous avons observé une augmentation de la consommation d'oxygène et de la production de dioxyde de carbone pendant leur période active et de sommeil. Cette augmentation du métabolisme pourrait résulter, en partie, d'une augmentation de la thermogenèse comme en témoigne l’expression accrue du gène de brunissement, PRDM16, dans le tissu adipeux péri-rénale de souris mâles KO. Conformément à cela, des résultats récents provenant de notre laboratoire ont également démontré que le HRP pouvait induire du brunissement au niveau du tissu adipeux sous-cutanée 3. Chez les souris traitées avec le HRP, bien que la glycémie eût été similaire aux souris recevant le placebo, l'insuline plasmatique et le rapport insuline/glucose était plus faible indépendamment de la diète. De façon similaire, les souris (P)RR KO avaient une insulinémie et un taux de peptide C plus faibles par rapport aux souris contrôles, sans aucune différence dans les courbes de la glycémie au cours d'un test de tolérance au glucose par voie orale. Les niveaux d'insuline dans l’état basal et stimulé étaient significativement plus faibles chez les souris KO, sans aucune modification du contenu pancréatique en insuline et du ratio insuline/peptide-C, ceci indique donc qu’il n’y a pas eu d’altération du niveau du métabolisme pancréatique de l'insuline. L’augmentation de l'adiponectine plasmatique chez les souris KO pourrait, entre autres, contribuer à une meilleure sensibilité à l'insuline observée. De plus, dans les groupes traités aux HRP, nous avons observé une amélioration du profil d'expression des gènes des transporteurs de glucose GLUT1 et GLUT4, du TNF-alpha, MCP-1, F4/80 et de la leptine dans le tissu adipeux ce qui pourrait contribuer à la meilleure sensibilité à l'insuline. Comme une meilleure sensibilité à l'insuline a été observée chez la souris suite au blocage pharmacologique et à la suppression génétique du (P)RR, ceci suggère que le (P)RR est impliqué dans la régulation de l’homéostasie du glucose. De plus, un taux circulant réduit des triglycérides (TG) a été observé chez les souris traitées au HRP, alors que des niveaux inférieurs de TG ont été trouvés seulement dans les muscles squelettiques chez les souris KO. Ces modifications du métabolisme des lipides et des taux circulants d'adiponectine résultent probablement d'un tissu adipeux plus sain tel que révélé par nos analyses histologiques démontrant une réduction de la taille des adipocytes chez les souris KO et traitées au HRP 3. Nos résultats démontrent que le (P)RR, en particulier dans le tissu adipeux, est impliqué dans la régulation du poids corporel et de l'homéostasie du glucose probablement par la modulation de la morphologie et de la fonction des adipocytes. Le développement d'une nouvelle stratégie clinique axée sur le blocage du (P)RR pourrait aider à traiter l'obésité et ses pathologies associées telles la résistance à l'insuline et le diabète de type 2.
Obesity is a worldwide epidemic and increases the risk of developing type 2 diabetes and its complications. In obesity, adipose tissue secretes large amounts of hormones and cytokines that negatively regulate glucose and lipid metabolism, causing inflammation and insulin resistance. Obesity also increases the activity of both local (tissue-specific) and circulating renin-angiotensin system (RAS). Angiotensinogen is converted to angiotensin I by renin, whereas prorenin may only do so upon binding to the (pro)renin receptor [(P)RR] 1. This is thus the angiotensin-dependent (Ang-D) pathway of the (P)RR. The binding of renin and prorenin with the (P)RR also activates an angiotensin-independent pathway (Ang-ND), leading to intracellular signaling involving, for instance, the mitogen activated protein kinase (MAPK), the extracellular regulatory kinase ½ (Erk1/2), the promyelocytic leukemia zinc finger protein (PLZF) and tumor necrosis factor alpha (TNF-a) 1, 2. These can produce cell growth and proliferation, apoptosis and fibrosis 1, 2, and as such may contribute to tissue damage and complications associated with obesity. The beneficial effects of pharmacological blockade of the (P)RR include prevention of the development of cardiac and renal fibrosis, as well as of diabetes-associated nephropathy and retinopathy. However, effects of the (P)RR in adipose tissue have been poorly investigated. Hence, our objective was to study the role of the (P)RR in the development of obesity and insulin resistance by: 1) administering HRP (a (P)RR blocker peptide) to mice fed a high-fat diet (HFD), and 2) in knock-out (KO) mice with adipose tissue-specific (P)RR gene deletion, which were generated in our laboratory by cre-loxp technology. (P)RR gene and protein expression in adipose tissue were increased in mice fed a HFD independently of HRP treatment. HRP treatment also reduced mice body weight and fat masses in HFD-fed mice while they only tended to be lower in mice on normal diet (ND). Similarly, the adipose tissue specific (P)RR KO mice had reduced body weight and fat masses, even on ND, and as such confirmed the involvement of adipose tissue (P)RR in the development of obesity. The KO phenotype included increased horizontal activity, only in the dark cycle (active period), which would increase energy expenditure and could contribute to their lower body weight and fat mass. Male hemizygous KO mice had higher basal metabolic rate as they had increased oxygen consumption and carbon dioxide production during both their active and inactive period. This increased basal metabolism may result in part from an increase in thermogenesis as increased “beiging” gene expression, PRDM16, was observed in peri-renal fat of male KO mice. In line with this, recent results from our laboratory have also shown that HRP may induce “beiging” in subcutaneous fat 3. In mice treated with the HRP, although glycemia was similar to placebo treated mice, plasma insulin and the insulin to glucose ratio were lower compared to untreated groups on both HFD or ND. Similarly, (P)RR KO mice had lower plasma insulin and C-peptide levels compared to controls, without any differences in the glycemia curves during an oral glucose tolerance test. Given that the basal and stimulated insulin levels were significantly lower in KO mice, without any changes in total pancreatic insulin content and with similar insulin to C-peptide ratio, this suggests that pancreatic insulin metabolism was not modified. The increased circulating adiponectin levels observed in KO mice may have contributed to the better insulin sensitivity present in the mice. In the HRP treated mice, we observed an improved gene expression profile of glucose transporters GLUT1 and GLUT4, TNF-alpha, MCP-1, F4/80 and leptin in adipose tissue, which may also contribute to the increased insulin sensitivity. Given that better insulin sensitivity was observed in mice with both (P)RR pharmacological blockade and genetic suppression, this suggests that the (P)RR is involved in the regulation of glucose homeostasis. In addition, lower circulating triglycerides (TG) levels were found in mice treated with HRP, whereas lower TG levels were observed only in skeletal muscles in (P)RR KO mice. Put altogether, the lower lipid content and higher plasma adiponectin levels likely result from a healthier fat tissue as revealed by histological analysis which showed a reduction in adipocytes size in KO mice and was recently revealed in HRP treated HFD fed mice 3. Our results demonstrate that the (P)RR, particularly in adipose tissue, is implicated in the regulation of body weight and glucose homeostasis via modulation of adipocytes morphology and function. The development of a new clinical strategy focused on blockade of the (P)RR specifically in adipose tissue could help to treat obesity and its associated pathologies such as insulin resistance and type 2 diabetes.

L'obésité est une maladie associée à de nombreuses complications comme le diabète de type 2, l'hypertension et le cancer. De nos jours, les modifications au mode de vie, tels l’alimentation et le niveau d’activité physique, ne sont pas suffisants pour combattre les effets délétères de l'obésité. La pharmacothérapie est un traitement alternatif bien que les effets bénéfiques soient temporaires et ne peuvent être maintenus à long terme. Le besoin pour un traitement bénéfique à long terme sans effet secondaire n'est pas comblé. Mieux connu pour son rôle dans la régulation de la pression artérielle, le système rénine-angiotensine favorise l'entreposage du gras. Le récepteur à la prorénine et à la rénine est une composante du système rénine-angiotensine. Ainsi, le récepteur qui amplifie l'activation de celui-ci pourrait avoir un rôle clé dans le gain de masse grasse. Le but de ce projet de thèse est d'évaluer le rôle du récepteur à la prorénine et à la rénine dans le développement de l'obésité et de ses complications chez la souris et ce, en utilisant une combinaison de diète riche en gras et en hydrates de carbone et du handle region peptide, un bloqueur du récepteur à la prorénine à la rénine. Après une période de 10 semaines, nous avons constaté que l'expression et la protéine du récepteur à la prorénine et à la rénine augmentent spécifiquement dans le tissu adipeux sous-cutané et viscéral des souris obèses. Lorsqu'administré en concomitance avec une diète riche en gras et en hydrates de carbone, le handle region peptide favorise chez la souris des diminutions des gains des masses corporelles et adipeuses viscérales. Une diminution de l'expression de l'enzyme catalysant la dernière étape de la lipogenèse pourrait être responsable de la réduction de gras viscéral. Chez les mêmes animaux, l'expression de plusieurs adipokines est également diminuée dans le tissu adipeux suggérant une réduction de la résistance à l'insuline, de l'inflammation et de l'infiltration des macrophages localement dans le gras sous-cutané et viscéral. L'augmentation de l'expression d’un marqueur de l'adipogenèse dans le tissu adipeux sous-cutané pourrait suggérer un plus grand nombre d'adipocytes. Cela pourrait tamponner l'excès d'acides gras libres circulants puisque nous avons constaté une diminution de ce paramètre chez les souris ayant une diète riche en gras et en hydrates de carbone et traitées avec le peptide. Nous avons émis l'hypothèse qu'un cycle futile pourrait être activé dans le gras sous-cutané car nous avons observé une augmentation de l'expression de plusieurs enzymes impliquées dans la lipogenèse et dans la lipolyse. Le ''brunissement'' du tissu adipeux est la présence de cellules similaires aux adipocytes bruns dans le tissu adipeux qui sont caractérisés par une grande densité mitochondriale et la thermogenèse. L'augmentation de l'expression des marqueurs de ''brunissement'' et de biogenèse de mitochondrie dans le gras sous-cutané suggère que le ''brunissement'' pourrait également être activé dans ce dépôt de gras. La sensibilité à l'insuline chez ces animaux pourrait être améliorée telle que suggérée en circulation par la diminution de l'insuline, par le glucose qui change peu, par l'augmentation du ratio glucose sur insuline ainsi que par un changement potentiel dans la corrélation entre le poids corporel de la souris et les niveaux d’adiponectine circulante. Nos travaux suggèrent que le handle region peptide pourrait augmenter la capacité du tissu adipeux sous-cutané à métaboliser les lipides circulants avec l'activation potentielle d'un cycle futile et le ''brunissement''. Cela préviendrait le dépôt ectopique de lipides vers les compartiments viscéraux comme le suggère la réduction de masse adipeuse viscérale chez les souris ayant une diète riche en gras et en hydrates de carbone et traitées avec le peptide. Utilisant un modèle de souris, cette étude démontre le potentiel pharmacologique du handle region peptide comme un nouveau traitement pour prévenir l'obésité.
Obesity is a disease associated with multiple complications such as type 2 diabetes, hypertension and cancer. Nowadays, lifestyle modifications, such as eating habits and physical activity, are simply not enough to counter the deleterious effects of obesity. Pharmacotherapy is used as an alternative treatment although beneficial effects are temporary and cannot be maintained in the long run. The current medical need for a treatment with long term beneficial outcomes devoid of side effects is unmet. Best known for its role in blood pressure regulation, the renin-angiotensin system has recently been attributed a role in favouring fat storage. The prorenin and renin receptor is a component of renin-angiotensin system that amplifies its activation. Thus, the prorenin and renin receptor might play a key role in gaining fat mass. The aim of this thesis is to investigate the role of the prorenin and renin receptor in the development of obesity and its complications in mice using a combination of high-fat and high carbohydrate diet and the handle region peptide, a blocker of the prorenin and renin receptor. After a period of 10 weeks, we have found that the prorenin and renin receptor is increased specifically in subcutaneous and visceral adipose tissue of obese mice. When administered simultaneously with a high-fat and high-carbohydrate diet, the handle region peptide reduced body weight gain in mice with similar decrease in visceral fat mass. Decreased expression of the enzyme catalyzing the last step of lipogenesis could be responsible for the reduction in visceral fat mass. In the same animals, the expressions of several adipokines were also decreased in adipose tissue suggesting reduced insulin resistance, inflammation and macrophage infiltration locally in subcutaneous and visceral fat. Increased expression of a marker of adipogenesis in subcutaneous adipose tissue could suggest higher adipocyte number. This would buffer excess circulating free fatty acid since we have noticed a reduction in the latter in mice on a high-fat and high-carbohydrate diet and treated with the peptide. We hypothesized that a futile cycle could be activated in subcutaneous fat because we have observed increased expression of several enzymes implicated in lipogenesis and lipolysis. « Beiging » is defined as the presence of brown-like adipocytes in adipose tissue which is characterized by high mitochondrial density and thermogenesis. Increased expression of markers for « beiging » and mitochondrial biogenesis in subcutaneous fat suggests that « beiging » could also be activated in this fat pad. Insulin sensitivity in these animals could be improved as suggested in the circulation by decreased insulin, similar glucose, increased glucose on insulin ratio as well as a possible change in the correlation between mouse body weight and circulating adiponectin levels. Our work suggests that the handle region peptide could increase the capacity of subcutaneous adipose tissue to metabolize circulating lipids with a potential activation of a futile cycle and « beiging ». This would prevent ectopic deposition of fat in visceral compartments as suggested by the reduction in visceral fat mass in mice on high-fat and high-carbohydrate diet and treated with the peptide. Using a mice model, this study demonstrates the pharmacological potential of the handle region peptide as a novel treatment to prevent obesity.