Добірка наукової літератури з теми "Métabolisme hépatique des lipides"

L'hépatite stéatosique non alcoolique est une maladie hépatique chronique qui est fréquente et qui est de plus en plus souvent diagnostiquée. Elle est caractérisée par une élévation des enzymes marqueurs de la nécrose et par une histologie qui ressemble à celle d'une maladie hépatique alcoolique. Ces modifications surviennent chez des patients qui ne consomment pas d'alcool. Les facteurs de risque de développer cette hépatite stéatosique non alcoolique sont les suivants: excès pondéral, diabète, troubles métaboliques et certains médicaments. La plupart des patients est asymptomatiques si bien qu'il s'agit d'un diagnostic d'exclusion. Des affections hépatiques virales, auto-immunes, métaboliques et toxiques doivent d'abord être exclues. Une partie des patients présente une progression, une cirrhose hépatique peut se développer de cette manière. Il n'existe jusqu'à présent aucun traitement établi à part une modification des facteurs de risque. Chez certains patients un effet favorable des antioxydants a été décrit. La maladie de Wilson est un trouble du métabolisme du cuivre à hérédité autosomique récessive. La plupart des patients devient symptomatiques durant l'enfance ou l'adolescence. Déjà avant l'apparition de symptômes cliniques, des signes d'une maladie hépatique chronique peuvent être démontrés. Les examens de laboratoires mettent en évidence chez la plupart des patients une diminution de la concentration de céruloplasmine dans le sérum et surtout une augmentation de l'excrétion urinaire de cuivre, ce qui est important pour le diagnostic. Les examens cytologiques mettent en évidence des accumulations de lipides dans le foie, des corps de Mallory et des modifications que l'on peut aussi observer en présence de maladie hépatique alcoolique. La maladie peut être diagnostiquée de façon définitive par la mesure quantitative de cuivre dans le foie (< 250 mg/g de poids sec). En l'absence de traitement, la maladie est toujours mortelle. Il existe cependant un traitement efficace. La D-Penicillamine (DPA) est le traitement de choix. Un traitement à vie est important. En cas d'insuffisance hépatique fulminante ou de progression de la maladie avec résistance au traitement, la transplantation hépatique est la seule option thérapeutique. L'hémochromatose héréditaire est un trouble du métabolisme du fer à hérédité autosomique récessive. Elle est fréquente mais n'est que rarement diagnostiquée. De façon typique, les premiers symptômes apparaissent entre 20–50 ans et dépendent des organes atteints (pancréas, coeur, articulation etc.). Dans les stades précoces les patients sont souvent asymptomatiques ou ne présentent que des symptômes non spécifiques, ce qui rend le diagnostic plus difficile. Si l'on suspecte une hémochromatose héréditaire, il faut investiguer le métabolisme du fer, particulièrement la concentration en ferritine et le taux de saturation de transferrine. Environ 85% des patients avec hémochromatose héréditaire sont homozygotes, porteurs de la mutation C282Y de l'hémochromatose (HFE-gène). La typisation génique est ainsi utile pour le diagnostic, également pour les investigations nécessaires de l'entourage familial. Le traitement de choix pour le traitement de l'hémochromatose est une phlébotomie durant toute la vie. Lorsqu'une cirrhose se développe, le risque de développer un carcinome hépatocellulaire est très grand. Ces patients doivent être contrôlés régulièrement par sonographie pour diagnostiquer de façon précoce un carcinome hépatocellulaire.

L’analyse génétique du caractère quantitatif qu’est l’état d’engraissement de la poule a été abordée par une approche de type fonctionnel avec, d’une part, une étude de l’expression de gènes impliqués dans le métabolisme hépatique des lipides et d’autre part, une étude de «liaison génétique» entre ces gènes et le caractère. Deux types de lignées présentant des divergences importantes d’état d’engraissement ont été analysés. Les résultats obtenus permettent de mettre en évidence les apports et les limites de ce type d’analyse et la complémentarité des deux approches dans l’analyse génétique d’un caractère quantitatif.

L’augmentation du poids de tissus adipeux présents dans les carcasses de poulet de chair a incité à en rechercher les causes, afin de pouvoir maîtriser ce caractère défavorable, tant pour les producteurs que pour les consommateurs. La comparaison de lignées expérimentales génétiquement grasses et maigres a permis d’identifier les différences métaboliques majeures entre animaux gras et maigres. Elles sont rappelées dans cet article. Les résultats les plus récents concernant le métabolisme hépatique, analysé à différentes étapes (catabolisme des acides aminés, lipogenèse proprement dite, maturation et sécrétion des lipides) par des mesures d’activités enzymatiques ou de quantités d’ARN messagers, sont rapportés. Ils montrent que beaucoup de ces paramètres sont plus élevés chez les animaux gras comparés aux maigres. L’hypothèse d’une régulation commune pour ces différentes étapes du métabolisme est avancée. Cependant, chaque étape peut aussi être individuellement responsable des différences d’engraissement, comme cela semble être le cas pour l’enzyme glutamate déshydrogénase.

La production de foie gras, telle que pratiquée aujourd’hui, est remise en question par les associations de protection animale, mais aussi par le Conseil de l’Europe. Le Comité Permanent de la Convention Européenne pour la protection des animaux dans les élevages a ainsi recommandé que des études portant sur des méthodes alternatives à la prise forcée d’aliment chez les palmipèdes soient mises en place dans les pays européens producteurs de foie gras. Cette synthèse a pour objectif de présenter l’état d’avancement des recherches sur ces méthodes alternatives. Les voies de synthèse et de stockage de lipides chez les oiseaux seront abordées ainsi que le comportement alimentaire et le métabolisme hépatique des oiseaux migrateurs, ayant permis de définir les bases biologiques des recherches menées sur la stéatose spontanée chez les palmipèdes domestiques. Les résultats des recherches conduites sur l’engraissement hépatique spontané des palmipèdes, les effecteurs de celui-ci et l’impact en terme de durabilité du système seront discutés. Enfin, plusieurs perspectives de recherche sur des leviers possibles tels que l’alimentation, la conduite d’élevage, la sélection génétique et l’étude du microbiote intestinal, seront proposées.

Cet article décrit le transport sanguin et le métabolisme tissulaire des lipides chez le veau de boucherie recevant un aliment d’allaitement à base d’huile de coprah (riche en acides gras à chaîne moyenne) ou de suif (riche en acides gras longs saturés et insaturés). L’huile de coprah élève fortement la lipémie, notamment les teneurs en cholestérol et en phospholipides. Ses acides gras de type C12:0 et C14:0 sont transportés sélectivement dans les lipoprotéines riches en triglycérides (38 %) ou en cholestérol (44 %).Dans le foie, le captage des acides gras de l’huile de coprah entraîne une stéatose hépatique marquée, due à une teneur accrue en triglycérides (×18). Ceci s’expliquerait à la fois par une élongation des produits de l’oxydation des acides gras à chaîne moyenne (C12:0), par une oxydation plus faible et une estérification en triglycérides accrue des acides gras longs (C18:1n-9) et par une capacité de sécrétion des triglycérides faible et peu modulée. Le potentiel d’oxydation des acides gras dans les tissus musculaires et le potentiel lipogénique du tissu adipeux périrénal ne sont pas influencés par les acides gras alimentaires. En revanche, la composition en acides gras des tissus musculaires et adipeux est fortement marquée avec le régime coprah par l’accumulation du C12:0 et surtout du C14:0 (au détriment du C18:1 n-9) conduisant à élever le degré de saturation des acides gras des lipides de dépôt. En conclusion, l’emploi de l’huile de coprah comme seule source de matières grasses alimentaires n’est pas recommandée chez le veau de boucherie en raison de l’altération du métabolisme du foie (stéatose), de l’absence d’amélioration des performances de croissance et de la dépréciation de la qualité diététique de la viande pour le consommateur par le dépôt accru d’acides gras saturés à propriétés athérogènes.

Chez le poulet de chair, l’exposition chronique à la chaleur réduit significativement le métabolisme basal, mais accroît l’extrachaleur rapportée à l’énergie métabolisable ingérée. La proportion d’énergie retenue sous forme de lipides est plus élevée et celle retenue sous forme de protéines moindre à 32°C comparés à 22°C. Ceci pourrait provenir de modifications de l’utilisation du glucose, en relation avec une altération de la sécrétion d’insuline et de la sensibilité des tissus à cette hormone. La chaleur accroît l’engraissement, particulièrement au niveau sous-cutané. La proportion d’acides gras saturés dans les tissus adipeux est alors plus élevée. Le fort engraissement au chaud ne paraît pas s’expliquer par une lipogenèse hépatique accrue. Les flux de sécrétion de lipoprotéines de type VLDL ou de triglycérides totaux, qui représentent les capacités d’exportation des lipides du foie vers les autres tissus, ne sont pas non plus augmentés. Enfin, la captation périphérique des triglycérides circulants par la lipoprotéine lipase dans les tissus adipeux apparaît même réduite. En revanche, l’utilisation des acides gras déposés serait plus faible. La réduction du dépôt protéique au chaud provient essentiellement d’une baisse de la synthèse des protéines musculaires. Il est possible que la chaleur modifie les besoins en acides aminés, certains d’entre eux deviendraient alors limitants pour la synthèse protéique. La protéosynthèse pourrait aussi être limitée par un apport énergétique insuffisant au muscle ou en raison de modifications du contexte hormonal.En ambiance chaude, si une supplémentation lipidique n’a que peu d’effet, augmenter le taux protéique de l’aliment améliore les performances et la rétention protéique des animaux. Cet effet, bien que bénéfique, reste pourtant relativement modéré.

La schizophrénie est une maladie psychiatrique qui perturbe le fonctionnement social et mental des malades. Cette pathologie concerne plus de 1 % de la population mondiale et se caractérise par différents types de symptômes : positifs (hallucinations, illusions) et négatifs (perte de l’affect et de volonté, renfermement social). Ces symptômes sont contrôlés par les traitements antipsychotiques (APs) à travers la modulation des récepteurs à la dopamine et à la sérotonine. Malheureusement, certains de ces médicaments induisent d’importants effets secondaires métaboliques tels que des prises de poids (pouvant aller jusqu’à 10 kg la première année avec la clozapine par exemple), des dyslipémies, des altérations de l’homéostasie du glucose et l’apparition de diabète. Ces perturbations ont pour conséquence l’arrêt du traitement et l’augmentation des risques cardiovasculaires qui participent à la diminution de l’espérance de vie (de 10 ans en moyenne) et à l’augmentation du taux de mortalité (deux fois supérieur par rapport à la population générale). Les mécanismes d’induction de ces effets secondaires ne sont pas tous élucidés. Au niveau du système nerveux central, la liaison de ces molécules aux récepteurs sérotoninergiques, dopaminergiques ou histaminergiques est en partie responsable (en modifiant l’appétit ou l’homéostasie énergétique). Au niveau périphérique, ces APs perturbent certaines fonctions physiologiques essentielles telles que la sécrétion d’insuline par les cellules b du pancréas, le transport du glucose dans le muscle squelettique et la lipogenèse au niveau du tissu adipeux, ils altèrent également la sensibilité à l’insuline de différents tissus. Alors que le foie est l’organe de la métabolisation des xénobiotique, et qu’il est essentiel dans le maintien de l’homéostasie des nutriments, peu d’études se sont intéressées à l’influence directe de ces molécules sur ce tissu. L’objectif principal de cette thèse a consisté à examiner l’influence d’APs sur le métabolisme hépatique des lipides et du cholestérol à partir de modèles hépatocytaires adéquats, à l’aide de différents marqueurs : les synthèses de novo de lipides (acides gras, triglycérides et phospholipides) et de cholestérol (libre et estérifié), la quantification des facteurs de transcriptions matures SREBP-1 et SREBP-2 (sterol regulatory element binding protein) et l’évaluation de l’expression de gènes d’intérêt. Dans une première partie, nous avons sélectionné deux modèles cellulaires hépatocytaires (isolés de foie de rat et la lignée humaine IHH) et avons démontré leur pertinence pour l’étude des « effets adverses potentiels » de molécules sur le métabolisme des lipides et du cholestérol. Pour cela, le caractère physiologique et sensible de ces cellules a été validé au travers de leurs réponses aux variations nutritionnelles (ou hormonales) et aux traitements pharmacologiques. Dans une seconde partie, nous avons dressé un comparatif très clair des profils lipogéniques de ces molécules APs avec : -des molécules fortement inductrices de la lipogenèse et de la cholestérogenèse de novo (comme la clozapine, l’olanzapine, la risperidone et la NDMC), -des molécules avec des effets plus modérés (l’halopéridol et la palipéridone), -et des molécules avec peu ou pas d’effet(s) (l’aripiprazole, la quetiapine, le bifeprunox et la chlorpromazine). L’induction de la lipogenèse et de la cholestérogenèse de novo par certains APs est associée à la stimulation des voies SREBPs (facteurs de transcription et gènes cibles) et corrèle relativement bien avec les perturbations métaboliques cliniques observées chez les schizophrènes traités. Nous suggérons ainsi qu’une partie des effets adverses de ces molécules APs proviendrait d’une action directe sur le foie. De plus, nous avons constaté que les APs qui présentent les profils les plus délétères dans nos modèles in vitro, activent la voie PERK (protein kinase RNA-like ER kinase) de la réponse UPR (unfolding protein response), illustrant la présence d’un stress du RE. Or le stress du reticulum endoplasmique (RE) est décrit pour activer les voies SREBPs et provoquer sur du long terme des maladies telles que des stéatoses, des dyslipémies et du diabète. Cette découverte ouvre de nouvelles perspectives quant aux mécanismes d’action de ces molécules. Plus précisément, nous montrons dans notre modèle d’hépatocytes humains que le traitement à la thapsigargine (inducteur de stress du RE par la déplétion du RE en calcium) stimule les voies SREBPs. Alors qu’aucune modification détectable des concentrations cytosoliques en calcium n’est observée dans les IHH suite aux traitements APs, l’utilisation d’agent chélateur de calcium réverse les effets de la clozapine sur les voies SREBP-1 et -2. Ainsi, nous supposons que la clozapine en perturbant sensiblement les flux de calcium, engendrerait un stress du RE qui activerait les voies SREBP-1 et -2 et la lipogenèse et cholestérogenèse associées. Pour compléter ces travaux, deux études expérimentales chez le rat et la souris soutiennent nos résultats in vitro. Chez le rat, l’étude en aigu, confirme que la clozapine, l’olanzapine et la risperidone provoquent à des temps précoces (1 h, 3 h) des dérégulations hépatiques transcriptionnelles de génes lipogéniques et cholestérogéniques et de la réponse UPR. Chez la souris, l’étude en chronique avec la risperidone montre des inductions significatives de la prise de poids en relation avec l’activation de la voie SREBP-1c et de FAS (fatty acid synthase). L’ensemble de ces données suggère qu’indépendamment de leurs effets spécifiques au niveau du SNC, les APs peuvent déréguler le métabolisme hépatique des lipides. En conclusion, les cultures primaires d’hépatocytes de rat et les cellules IHH sont des modèles d’intérêt pour la détection des effets adverses potentiels de molécules sur le métabolisme hépatique des lipides et du cholestérol. De plus, les voies SREBPs (protéines et gènes cibles) sont de véritables témoins des perturbations métaboliques cellulaires et peuvent être considérés comme des marqueurs pertinents de ces états métaboliques. Ces modèles pourraient ainsi être intégrés dans le processus de recherche et de sélection de nouveaux composés chimiques destinés à devenir des APs. Au niveau clinique, nos résultats soutiennent l’intérêt d’associer des traitements hypolipémiants ou hypocholestérolémiants (statines) aux patients traités avec la clozapine, l’olanzapine et la rispéridone
Schizophrenia is a psychiatric disorder that heavily impacts the mental functions and social relations of the patients concerned. More than 1 % of the world population suffers from this disease that is characterized by different kinds of symptoms which are commonly subclassified as either positive (hallucinations, illusions) or negative (loss of affect and motivation, social withdrawal). These symptoms can be controlled by treatment with antipsychotic drugs (APDs) which act primarily through the modulation of dopamine and serotonin receptors. Unfortunately, some of these drugs induce important metabolic side effects such as weight gain (as much as 10 kg the first year with clozapine for example), dyslipemia, alterations of glucose homeostasis and development of diabetes. The consequences of these disturbances are treatment disruption and an increase of cardiovascular risks which contributes to a death rate twice as high for schizophrenic patients versus the general population, associated with a reduction in the average life expectancy by 10 years. The mechanisms underlying the side effects by APDs are not completely understood. At the level of the central nervous system (CNS), actions on serotoninergic, dopaminergic or histaminergic receptors are believed to be implicated in metabolic side effects (particularly by modifying appetite or energy homeostasis). In the periphery, certain APDs perturb essential physiological functions such as insulin secretion by pancreatic b cells, glucose transport into skeletal muscle and lipogenesis at the adipose tissue level, as well as physiological parameters like the sensitivity of various tissues to insulin. Althoug the liver is an essential organ for maintaining the nutrients homeostasis, few studies show an interest for the direct impact of these molecules on this tissue. The main goal of this thesis is to characterise the impact of APDs on hepatic lipid and cholesterol metabolism using various markers from appropriate hepatocyte cellular models, such as de novo synthesis of lipids and cholesterol, the quantification of the mature transcription factors SREBP-1 and -2 (sterol regulatory element binding protein) as well as the evaluation of the expression of several genes of interest. In the first part, we selected hepatocyte cellular models (cells isolated from rat liver and the human IHH cell line) and showed their relevance for the study of the “potential adverse effects” of different compounds on lipid and cholesterol metabolism. For this, the physiological and sensitive character of these cultures was shown through their response to nutritional (or hormonal) changes and to pharmacological treatments. In the second part, we highlighted three profiles of APD molecules :-molecules strongly inducting de novo lipogenesis and cholesterogenesis (clozapine, olanzapine, risperidone and NDMC), -molecules with more moderate effects (haloperidol and paliperidone), -molecules with little or no effect(s) (aripiprazole, quetiapine, bifeprunox and chlorpromazine). Induction of de novo lipogenesis and cholesterogenesis by certain APDs is associated to the stimulation of the SREBP pathway (transcription factors and SREBP target genes) and correlate relatively well with the metabolic disturbances of schizophrenia patients under APD treatment. We therefore suggest that certain unfavourable effects of these APD molecules are due to a direct action on the liver. Furthermore we stated that those APDs that present the most unfavourable profiles in our in vitro models, activate the PERK pathway (protein kinase RNA-like ER kinase) of the UPR (unfolding protein response), illustrating the presence of endoplasmic reticulum (ER) stress. However, the ER stress is known to activate the SREBP pathways and to cause, in chronic, diseases such as steatosis, dyslipidemia and diabetes. This discovery opens new perspectives regarding the research for the action mechanisms of these molecules. More precisely, in our human hepatocyte model we show that the treatment with thapsigargine (inductive of ER stress by calcium depletion) stimulates the SREBP pathways. Whereas no detectable modification of the cytosolic calcium concentrations was observed following APD treatment, the use of calcium chelating agents reverses the effects of clozapine on the SREBP-1 and -2 pathways. We therefore presume that clozapine, by disturbing calcium homeostasis, generates ER stress which would activate the SREBPs pathways and lipogenesis and cholesterogenesis in consequence. To corroborate these findings, two experimental studies in rat and mouse were conducted that support our in vitro results. In the rat, a study employing acute drug administration confirms that clozapine, olanzapine and risperidone, at an early stage (1h, 3h), cause transcriptional deregulations of hepatic lipogenic, cholesterogenic and UPR genes. In the mouse, a study with chronic administration of risperidone indicates significant inductions of weight gain in relation to the activation of the SREBP-1c pathway and of FAS (fatty acid synthase). Altogether these data suggest that independent of their specific effects at the CNS level, APDs can modulate hepatic lipid metabolism. In conclusion, rat primary hepatocyte cultures and IHH cells are models of interest for the detection of potential unfavourable effects of molecules on hepatic lipid and cholesterol metabolism. Moreover, the SREBP pathways (proteins and target genes associated) are appropriate indicators of cellular metabolic disturbances and thus can be considered as pertinent markers of the respective processes. These models could therefore be integrated in the research process and in the selection of new chemical compounds destined to become APDs. With respect to the clinic, our results support the strategy to associate hypolipemic or hypocholesterolemic (statines) treatments to patients treated with clozapine, olanzapine and risperidone

Afin d’expliquer la différence d’engraissement intramusculaire observée entre canards de Barbarie et Pékin, nous avons comparé le métabolisme des lipides au niveau hépatique et musculaire de ces deux espèces. Chez des animaux nourris à volonté, nous avons démontré que la capacité de synthèse et de stockage hépatique de lipides était supérieure chez le canard de Barbarie ce qui pourrait expliquer, en partie, sa meilleure aptitude à la production de foie gras. Selon le niveau d’alimentation (canards nourris à volonté ou gavés), la sécrétion hépatique de lipides sous forme de VLDL est soit supérieure chez le canard de Barbarie par rapport au canard Pékin, soit équivalente pour les deux espèces. Néanmoins, le canard Pékin semblerait plus apte à limiter la stéatose hépatique en sécrétant des VLDL plus riches en triglycérides. Ce mécanisme associé à un captage musculaire plus intense des lipides circulants, une capacité de stockage intramusculaire des lipides supérieure et une lipogenèse musculaire plus active que ceux du canard de Barbarie, permettrait d’expliquer l’engraissement intramusculaire plus important du canard Pékin
In order to explain the observed difference in intramuscular fatness between Muscovy and Pekin ducks, we compared the lipid metabolism in liver and muscle of these two species. In ad ibitum- fed ducks, we demonstrated that Muscovy duck had a higher ability to synthesise and store lipids in liver than Pekin duck which could partly explain its highest ability to produce fatty liver. Depending on feeding level (ad libitum fed or overfed ducks), the hepatic secretion of lipids under VLDL form was higher in Muscovy duck than in Pekin duck or equivalent for the two species. However, Pekin duck exporting VLDL with higher triglyceride content than those of Muscovy duck could limit the development of hepatic steatosis. This mechanism associated to a highest muscle uptake of circulating lipids, a highest ability for the storage of intramuscular lipids and a more active muscle lipogenesis could explain the highest intramuscular fatness of Pekin duck

L'étude de l'absorption intestinale de l'acide érucique chez le rat est centrée sur la répartition des particules lipoprotéiques de la lymphe après ingestion soit d'huile riche en acide érucique administrée pure ou mélangée à un régime protéique soit d'acide érucique sous forme d'une émulsion. Dans chaque cas l'acide érucique montre une absorption plus lente que les autres acides gras testés, en particulier que l'acide oléique. L'absorption de l'acide érucique se fait presque exclusivement sous forme de VLDL (Very Low Density Lipoproteins). De plus, l'acide érucique tend à diminuer l'absorption de l'acide oléique. Un taux non négligeable de raccourcissement de l'acide érucique en acide oléique est aussi mis en évidence dans l'entérocyte.

Motivées par l'observation mondiale de l'augmentation de la morbidité et de la mortalité associées à des pathologies liées à l'obésité, dont la stéatose, les études pré-cliniques et cliniques s'intéressent à la recherche de nouveaux biomarqueurs pour le diagnostic de la stéatose. Actuellement, la stéatose est diagnostiquée et gradée par des analyses histologiques à partir d'une biopsie du foie. Dans l'intérêt du patient, et afin de permettre un suivi de la stéatose lors d'un régime ou d'un traitement, il est apparu important de se tourner vers des modalités de diagnostic moins invasives. Dans ce cadre, la spectroscopie par résonance magnétique (SRM), non-invasive et non-ionisante, est une méthode de choix pour le diagnostic de la stéatose par la mesure de la fraction lipidique hépatique. De plus, à partir des informations observables sur un spectre de SRM acquis au niveau hépatique, il est possible d'envisager une quantification de la composition en acides gras (AG) des lipides hépatiques, potentiel biomarqueur pour le suivi d'une stéatose. Les travaux de cette thèse ont été réalisés à partir d'objets-tests, et dans le cadre d'études pré-cliniques (4,7 T) et cliniques (3,0 T). Une étude du protocole d'acquisition de spectres de SRM pour la quantification de la composition en AG des lipides a été réalisée, avec notamment un questionnement quant à la nécessité de l'utilisation d'un module de suppression du signal de l'eau. Un état de l'art des algorithmes de quantification de la composition en AG des lipides a été effectué, et des tests de validations de ces algorithmes ont été réalisés afin de déterminer le plus approprié à la problématique hépatique, dans nos conditions expérimentales. Enfin, toujours dans l'objectif de déterminer des nouveaux biomarqueurs de la stéatose, une méthode de mesure par SRM in vivo du T1 de l'eau et de la résonance majeure des lipides hépatiques (LOREEDE pour LOngitudinal RElaxation time Evaluation from Dynamic Equilibrium) a été développée, et validée au cours d'une étude préliminaire sur des objets-tests et in vivo sur modèles murins
In recent years, there has been an unprecedented increase in the morbidity and mortality associated with diseases such as the steatosis, linked to obesity. In this context, pre-clinical and clinical studies are of interest in the search for new biomarkers allowing the diagnosis of steatosis. Currently, steatosis is diagnosed and graded by histological analyzes from a liver biopsy. On the other hand, it is advantageous to use non-invasive diagnostic modalities, especially in longitudinal studies. In this context, magnetic resonance spectroscopy (MRS), as a non-invasive and non-ionizing approach, is an attractive alternative method for the diagnosis of steatosis by measuring the hepatic fat fraction. Moreover, from the MRS spectrum acquired in the liver, it is possible to quantify the fatty acids (FA) composition of the hepatic lipids, which could be a potential biomarker for the follow-up of steatosis. The work of this thesis has been performed in vitro and in vivo, in the context of pre-clinical (4.7 T) and clinical (3.0 T) studies. An investigation of the optimal MRS acquisition protocol for the quantification of FA was carried out, with particular attention to the role of the water signal suppression module. Different quantification algorithms of the lipid composition were studied and validation of these algorithms was carried out in vitro and in vivo. Finally, still with the objective of determining new biomarkers of steatosis, a method (LOREEDE: LOngitudinal RElaxation time Evaluation from Dynamic Equilibrium) for the measurement in vivo of the T1 of the water resonance and the major lipid resonance, by MRS, was developped and validated in a preliminary study

Certains types de glucides et de lipides sont capables de modifier la prise alimentaire et l'adiposité chez les rongeurs. À long terme, une alimentation riche en graisses et en fructose peut augmenter la prise alimentaire et provoquer une stéatose hépatique chez les mammifères. De tels régimes combinés avec du sirop de maïs à haute teneur en fructose (HFCS) dans l'eau pourraient entrainer un phénotype similaire chez les canards destinés à la production de foie gras. Les buts de ces deux études étaient donc dans un premier temps, d'évaluer les effets à court terme d'un régime alimentaire riche en graisse et en fructose chez le canard mulard et dans un second temps, d'évaluer l'impact à long terme de ce type régime combiné à de l'eau de boisson sucrée. Pour les deux études, 48 canards mulards mâles ont été bloqués en fonction de leur poids et répartis au hasard dans différents groupes suivant un dispositif en blocs complets. Pour la première étude, ils ont été répartis dans deux groupes : Témoin (C); régime riche en gras et en fructose (FF). 12 canards supplémentaires du même lot ont été euthanasiés le jour 0 pour les mesures de base. Après 14 jours, le sang ainsi que le foie d'une partie des animaux ont été aléatoirement collectés (n=12/groupe). Pour la seconde étude qui a duré 92 jours, les canards ont été répartis dans quatre traitements (n=12 par groupe) : régime témoin (C) ; régime de contrôle et eau sucrée (CSW); régime riche en graisses, riche en fructose (FF) ou régime riche en matières grasses, riche en fructose et eau sucrée (FFSW). Le HFCS-55 a été mélangé avec de l'eau du robinet (13% v/p) et fourni ad libitum aux groupes CSW et FFSW. À court terme, nous avons pu constater une consommation énergétique plus faible pour les canards témoin ce qui suggère une altération potentielle des signaux de satiété. Cependant, à long terme, l'alimentation ainsi que l'eau de boisson sucrée a altéré négativement la consommation. Contrairement à nos attentes, ces types de régimes ont donc eu impact limité sur les canards mulards
Different types of dietary carbohydrate and lipids are known to alter feed intake and adiposity in rodents. Long-term feeding of high-fat, high-fructose diets has been shown to alter feed intake and cause fatty liver in mammals. Such diets in combination with the addition of high fructose corn syrup (HFCS) in the drinking water may result in a similar phenotype in ducks destined for the production of foie gras. The aims of these studies were therefore firstly to assess the short-term effects of a diet rich in fat and fructose in mulard ducks and secondly to assess the long-term impact of this type of diet combined with sugar water. Despite its higher energy content, feed intake was not reduced by the FF diet, suggesting a potential alteration of satiety signals, which may impact body liver and weight under longer-term interventions in ducks destined to produce foie gras. However, HFCS in the drinking water reduced voluntary feed intake, whereas overall, FF and C had similar feed intake. In contrast to rodent and human studies, FF diets failed to induce hyperphagia and liver steatosis. In the absence of overfeeding, the long-term feeding of high-fructose, highfat diets, does not promote fatty liver.

Plusieurs études génétiques d’association de gènes ont mis en évidence le locus CDKN2A, codant notamment la protéine p16INK4a (p16), un gène suppresseur de tumeur, comme étant associé au risque de développement du diabète de type 2 (T2D) et des maladies cardiovasculaires. Le T2D, caractérisé par une hyperglycémie et/ou une insulinorésistance, s’accompagne fréquemment d’une stéatose hépatique prédisposant au développement de la NASH (Non Alcoholic Steatohepatitis), et contribuant à un risque accru de complications cardiovasculaires. Nous avons montré que la déficience de p16 augmente la néoglucogenèse hépatique lors d'un jeûne suggérant un rôle de p16 dans le T2D. Cependant, le rôle de p16 dans l’homéostasie hépatique des lipides n’est à ce jour pas connu. Afin de déterminer le rôle de p16 dans le métabolisme hépatique des lipides, nous avons utilisé des hépatocytes primaires isolés de souris p16+/+ et p16-/- ainsi que les lignées d’hépatocytes murins AML12 et humains IHH transfectées respectivement avec un siRNA-CDKN2A ou siRNA-p16.Nous avons montré par l’étude transcriptomique des hépatocytes primaires de souris par puces à ADN, que l’absence de p16 module les voies métaboliques associées à PPARα et contrôle préférentiellement l’expression de certains gènes cibles de PPARα, associés au catabolisme des acides gras. _x000D_Dans les lignées cellulaires hépatocytaires, certains de ces gènes sont également modulés après diminution de l’expression de p16 par siRNA. Ces effets sont associés à une meilleure réponse à l’agoniste de PPARα, le GW647, et abolis par un siRNA ciblant PPARα. Afin d’étudier par quel(s) mécanisme(s) l’absence de p16 module l’expression des gènes cibles de PPARα, le rôle de certains de ses coactivateurs transcriptionnels a été étudié par l’utilisation d’inhibiteurs pharmacologiques ou de siRNA. De manière intéressante, nous avons pu montrer que l’absence de p16 active la voie AMPK-SIRT1 afin d’augmenter l’expression des gènes cibles de la β-oxydation et de la cétogenèse. De plus, ces effets sont indépendants du rôle de p16 dans le cycle cellulaire. In vitro, les hépatocytes primaires p16-/-, incubés avec de l’oléate radiomarqué, présentent une β-oxydation augmentée comparés aux hépatocytes primaires p16+/+. Au cours du jeûne, l’acétyl-CoA provenant de la β-oxydation est redirigé vers la production de corps cétoniques. De manière intéressante, les souris p16-/- injectées avec du sodium octanoate, un acide gras à chaîne courte préférentiellement utilisé via la cétogenèse, ont une tendance à avoir une production plus importante de corps cétoniques.Nous avons ainsi pu mettre en évidence que la déficience de p16 dans les hépatocytes favorise l’utilisation des acides gras, via l’activation de la voie SIRT1-AMPK-PPAR&#945
P16INK4a is a tumor suppressor protein that is a well described cell cycle regulator. Recently, genome-wide association studies (GWAS) associated the CDKN2A locus, from which p16INK4A is encoded, with increased risk for development of type 2 diabetes. A pathophysiological link between p16INK4a and hepatic glucose homeostasis has been unraveled recently, through the control of gluconeogenesis. Patients with T2D also present with disturbances in fat metabolism, associated with an increased prevalence to Non Alcoholic Fatty liver diseases (NAFLD). In this context, we investigated the role of p16INK4a in hepatic lipid metabolism in vitro using primary hepatocytes, the murin AML12 and human IHH hepatocyte cell line transfected respectively with siRNA-CDKN2A and siRNA-p16 and in vivo using p16+/+ and p16-/- mice.Transcriptomic analyses of p16+/+ and p16-/- primary hepatocytes using microarrays revealed that metabolic and PPARα signaling pathways were among the most modulated in p16 absence. Moreover, in primary hepatocytes and in hepatocyte cell lines, p16 deficiency modulates a subset of PPARα target genes associated to fatty acids oxidation (FAO). These effects were associated with an increased response to GW647, a PPAR945; agonist, and reversed by siRNA targeting PPAR45;. Investigating known PPAR945; activators and transcriptional co-activators in vitro, we found that upregulation of FAO genes expression was linked to SIRT1. AMPK is a known activator of FAO and has been shown to induce SIRT1 activation through increase of NAD/NADH ratio. Interestingly, downregulation of p16 expression in vitro led to increased AMPK phosphorylation and activation.In vitro, p16-/- primary hepatocytes demonstrated enhanced fatty acid oxidation of oleate compared to p16+/+. During fasting, enhanced FAO leads to a shift of acetyl-coA utilization from the TCA cycle to ketogenesis. Interestingly, p16-/- mice showed a tendency to produce more ketone bodies than their control littermate after sodium octanoate injection. These findings describe a new function for p16INK4a in hepatic lipid metabolism through activation of AMPK-SIRT1-PPARα pathway

La stéatose est une lésion hépatique rapportée avec de nombreux médicaments. Des études antérieures ont montré qu'une altération sévère de la β-oxydation mitochondriale des acides gras (mtFAO) conduit constamment à une accumulation de lipides dans le foie. Cependant, on en sait beaucoup moins sur le(s) mécanisme(s) de la stéatose induite par les médicaments en l'absence de dysfonction mitochondriale sévère, bien que des études antérieures aient suggéré l'implication d'une inhibition légère à modérée de la mtFAO, une augmentation de la lipogenèse de novo (LDN) et une altération de la sécrétion des very low-density lipoprotein (VLDL). L'objectif de notre étude, principalement réalisée dans la lignée cellulaire humaine HepaRG, était d'étudier ces 3 mécanismes avec 12 médicaments capables d'induire une stéatose chez l’homme : l'amiodarone (AMIO, utilisé comme contrôle positif), l'allopurinol (ALLO), la D-pénicillamine (DPEN), le 5-fluorouracile (5FU), l’indinavir (INDI), l’indométhacine (INDO), le méthimazole (METHI), le méthotrexate (METHO), la nifédipine (NIF), la rifampicine (RIF), le sulindac (SUL) et la troglitazone (TRO). Les cellules hépatiques ont été exposées à des médicaments pendant 4 jours avec des concentrations induisant une perte d'ATP cellulaire toujours inférieure à 30% par rapport aux témoins et ne dépassant pas 100xCmax. Parmi les 12 médicaments, AMIO, ALLO, 5FU, INDI, INDO, METHO, RIF, SUL et TRO ont induit une stéatose dans les cellules HepaRG. AMIO, INDO et RIF ont diminué le mtFAO. AMIO, INDO et SUL ont induit la LDN. ALLO, 5FU, INDI, INDO, SUL, RIF et TRO ont altéré la sécrétion des VLDL. Ces 7 derniers médicaments ont réduit les niveaux d'ARNm des gènes jouant un rôle majeur dans l'assemblage des VLDL et induit également un stress du réticulum endoplasmique (RE). Ainsi, en l'absence de dysfonction mitochondriale sévère, la stéatose induite par les médicaments peut être déclenchée par différents mécanismes, bien que l'altération de la sécrétion de VLDL semble plus fréquemment impliquée, peut-être en raison d’un stress du RE
Steatosis is a liver lesion reported with numerous pharmaceuticals. Prior studies showed that severe impairment of mitochondrial fatty acid oxidation (mtFAO) constantly leads to lipid accretion in liver. However, much less is known about the mechanism(s) of drug-induced steatosis in the absence of severe mitochondrial dysfunction, although previous studies suggested the involvement of mild-to-moderate inhibition of mtFAO, increased de novo lipogenesis (DNL) and impairment of very low-density lipoprotein (VLDL) secretion. The objective of our study, mainly carried out in human hepatoma HepaRG cells, was to investigate these 3 mechanisms with 12 drugs able to induce steatosis in human: amiodarone (AMIO, used as positive control), allopurinol (ALLO), D-penicillamine (DPEN), 5-fluorouracil (5FU), indinavir (INDI), indomethacin (INDO), methimazole (METHI), methotrexate (METHO), nifedipine (NIF), rifampicin (RIF), sulindac (SUL) and troglitazone (TRO). Hepatic cells were exposed to drugs for 4 days with concentrations inducing loss of cellular ATP always below 30% of the controls and not exceeding 100xCmax. Among the 12 drugs, AMIO, ALLO, 5FU, INDI, INDO, METHO, RIF, SUL and TRO induced steatosis in HepaRG cells. AMIO, INDO and RIF decreased mtFAO. AMIO, INDO and SUL enhanced DNL. ALLO, 5FU, INDI, INDO, SUL, RIF and TRO impaired VLDL secretion. These 7 drugs reduced the mRNA levels of genes playing a major role in VLDL assembly and also induced endoplasmic reticulum (ER) stress. Thus, in the absence of severe mitochondrial dysfunction, drug-induced steatosis can be triggered by different mechanisms, although impairment of VLDL secretion seems more frequently involved, possibly as a consequence of ER stress

La glycogénose de type I (GSDI) est une maladie génétique rare, due à une déficience en glucose-6 phosphatase (G6Pase), enzyme clé de la production endogène de glucose. En plus des hypoglycémies sévères, la perte de l'activité G6Pase conduit à l'accumulation de glycogène, mais aussi de lipides dans le foie et les reins. A long-terme, la plupart des patients développent des tumeurs hépatiques et une maladie rénale chronique (MRC).Le but de cette thèse a été de caractériser les mécanismes moléculaires impliqués dans la carcinogenèse hépatique et la MRC grâce à des modèles murins viables et uniques, avec une délétion de la G6Pase spécifiquement dans le foie ou les reins, reproduisant respectivement toutes les caractéristiques de la pathologie hépatique ou rénale.Au niveau du foie, notre étude a permis de mettre en évidence une reprogrammation métabolique « Warburg-like » très similaire à celle des cellules cancéreuses, associée à une perte des défenses cellulaires et des suppresseurs de tumeur. De plus, nous avons montré que les adénomes hépatocellulaires, se transformant ensuite en carcinomes, se développent en absence de fibrose, en accord avec l'absence d'activation des voies pro-fibrotiques. Au niveau des reins, l'étude de la MRC a mis en évidence le développement de kystes rénaux chez les souris atteintes de GSDI, observés aussi chez les patients à un stade avancé de la MRC. Finalement, une dernière étude portant sur l'activation de l'oxydation des lipides, par un traitement des souris au fénofibrate, a permis de suggérer le rôle délétère de l'accumulation des lipides dans le développement des pathologies hépatique et rénale
Glycogen storage disease type I (GSDI) is a rare genetic disease, due to a deficiency in glucose-6 phosphatase (G6Pase), a key enzyme in the endogenous glucose production. Besides severe hypoglycemia, the loss of G6Pase leads to the accumulation of glycogen and lipids in the liver and kidneys. On the long term, most patients develop hepatic tumors and chronic kidney disease (CKD).The goal of this thesis was to characterize the molecular mechanisms involved in hepatic carcinogenesis and CKD, thanks to viable and unique mouse models with specific deletion of G6Pase in the liver or kidneys, which exhibit all hallmarks of hepatic and renal pathologies, respectively.On a hepatic level, our study allowed us to highlight a « Warburg-like » metabolic reprogramming, very similar to what is observed in cancer cells, associated with a loss of cellular defenses and tumor suppressors. Furthermore, we showed that formation of hepatocellular adenoma, which transform later in carcinoma, occurs in the absence of liver fibrosis, due to the fact that pro-fibrotic pathways are not activated. In the kidneys, the study of CKD highlighted the development of renal cysts in mice with GSDI, as well as in the patients presenting an advanced stage of CKD. Finally, the last study on the activation of the oxidation of lipids, by treating the mice with fenofibrate, allowed us to suggest a deleterious role of lipid accumulation in the development of the hepatic and renal pathologies

Le but de notre travail a ete d'evaluer et de comparer chez le veau preruminant, les effets de deux sources d'acides gras, l'une riche en acides gras (ag) satures et monoinsatures a 18 atomes de carbone (suif), l'autre riche en ag essentiels de la famille n-6 (acide linoleique) (huile de soja) en combinaison ou non avec l'apport de cholesterol (1% de la ms). Cette etude a permis de mettre en evidence les points suivants: l'huile de soja, riche en acide linoleique provoque a la difference de l'homme et des rongeurs, une hypercholesterolemie due a la forte accumulation de hdl de type 1 riches en esters de cholesterol. Ce regime riche en agpi, entraine simultanement une hypotriglyceridemie en raison de la chute de la teneur plasmatique en chylomicrons. L'addition de cholesterol renforce l'effet hypercholesterolemiant en favorisant l'accumulation des idl et ldl plasmatiques probablement par un effet negatif sur le recepteur tissulaire ldl. Le cholesterol associe au regime huile de soja stimule la secretion de vldl par le foie par un mecanisme independant de l'expression du gene de l'apo b. Les regimes a base d'huile de soja, riches en acide linoleique, stimulent l'accumulation de triglycerides dans le tissu hepatique, intestinal ou musculaire. Ils entrainent l'incorporation massive de l'acide linoleique dans les lipides tissulaires, notamment dans les triglycerides du muscle au detriment de l'acide palmitique, ameliorant ainsi la qualite dietetique de la viande de veau