Soutenance de thèse de Imene BENNOUR

La vitamine D est un micronutriment aux multiples fonctions. Au-delà de son rôle dans le métabolisme phosphocalcique, elle intervient dans de nombreux processus physiologiques. Cependant, la déficience en vitamine D est devenue un problème de santé publique mondiale, notamment pour les femmes enceintes et en âge de procréer. La déficience maternelle en vitamine D (VDD) a été montré comme étant associé à des perturbations du métabolisme énergétique chez la descendance, ce qui peut aboutir à terme à la survenue de maladies chroniques comme l’obésité. Un des acteurs majeurs du métabolisme énergétique est le tissu adipeux brun (TAB), de par son rôle dans la thermogénèse adaptative. Depuis sa redécouverte chez l’homme, il suscite un fort intérêt quant à son rôle dans le maintien de l’homéostasie énergétique chez l’adulte. Nous avons émis l’hypothèse que cette différence de dépense énergétique chez une descendance pourrait être liée à des différences dans la fonctionnalité du TAB. Notre objectif a donc été de déterminer l’impact de la VDD sur l’activité du TAB chez la descendance, ainsi que les mécanismes génétiques et épigénétiques impliqués dans le phénotype. Dans un premier temps, nous nous sommes intéressés à étudier cet impact chez une descendance adulte nourrie avec un régime standard. La VDD a induit une diminution de masse ainsi que de l’adiposité chez la descendance adulte. Ceci a été associé à une activation du TAB, comme en témoigne l’expression génique des principaux marqueurs de la fonctionnalité du tissu adipeux brun, de la mitochondriogenése et de l’oxydation lipidique. De plus, l’analyse histologique du tissu adipeux brun de ces animaux a révélé une très faible accumulation de lipides, suggérant une importante utilisation de lipides pour la thermogenèse. Ces données ont été confirmées par une analyse du lipidome qui a montré une prédominance de diglycérides, ce qui est en accord avec une activation du TAB chez le groupe issu des femelles carencées en VD par rapport au groupe contrôle. Nous avons voulu ensuite chercher à tester l’impact de différentes situations de stress physiologiques sur l’activation du TAB chez la descendance des femelles carencées. En effet, le tissu adipeux brun est connu pour être activé par l’exposition au froid et le régime riche en lipides (régime HF). Nous avons donc soumis la descendance adulte male à ces deux situations. Le régime HF a induit une augmentation de la masse et de l’adiposité, qui a été associée à une altération de l’activité du TAB, caractérisée par : une diminution de l’ADN mitochondriale, de l’expression des gènes impliqués dans la thermogenèse et de la mitochondriogénese, ainsi qu’une accumulation de larges et multiples gouttelettes lipidiques observée dans les coupes histologiques. De plus, nous avons noté que l’exposition du groupe issue de mères VDD, au froid pendant une semaine n’a pas significativement modifié la température centrale. Néanmoins, l’exposition aigüe pendant 6 heures a significativement fait diminuer la température à 2 et 3 heures d’exposition. Ces données suggèrent que la fonctionnalité du TAB est altérée chez la descendance VDD lors d’un stress physiologique. Nous avons également investigué les mécanismes précoces impliqués dans le phénotype adulte observé. Pour ce faire, nous avons étudié une descendance âgée de 4 jours, qui nous a permis de mettre en évidence une induction forte des gènes connues pour être impliqués dans la fonctionnalité du TAB chez la descendance issue de mères VDD ce qui a été confirmé par une analyse IPA. D’autre part, l’origine épigénétique a été étudiée en analysant la méthylation de l’ADN ainsi que la marque épigénétique H3K27 acétylé. Ces résultats suggèrent que la VDD pendant la vie fœtale joue un rôle dans le remodelage de la chromatine qui peut expliquer les répercussions d’une carence maternelle en vitamine D sur le métabolisme à l’âge adulte.

Vitamin D is a micronutrient with multiple functions. Beyond its role in phosphocalcic metabolism, it is involved in many physiological processes. However, vitamin D deficiency has become a global public health problem, especially for pregnant women and women of childbearing age. Maternal vitamin D deficiency (VDD) has been shown to be associated with disturbances of energy metabolism in offspring, which can ultimately lead to the onset of chronic diseases such as obesity. One of the major players in energy metabolism is brown adipose tissue (BAT), due to its role in adaptive thermogenesis. Since its rediscovery in humans, it has aroused great interest in its role in maintaining energy homeostasis in adults. We hypothesized that this difference in energy expenditure in offspring could be related to differences in BAT functionality. Our objective was therefore to determine the impact of VDD on BAT activity in offspring, as well as the genetic and epigenetic mechanisms involved in the phenotype. Initially, we were interested in studying this impact in adult offspring fed with a standard diet. VDD induced a decrease in mass as well as adiposity in adult offspring. This has been associated with BAT activation, as evidenced by gene expression of major markers of brown adipose tissue functionality, mitochondriogenesis, and lipid oxidation. Moreover, histological analysis of brown adipose tissue from these animals revealed very low lipid accumulation, suggesting an important utilization of lipids for thermogenesis. These data were confirmed by a lipidome analysis which showed a predominance of diglycerides, which is in agreement with an activation of BAT in the group from females deficient in DV compared to the control group. We then wanted to try to test the impact of different physiological stress situations on the activation of BAT in the offspring of deficient females. Indeed, brown adipose tissue is known to be activated by exposure to cold and high fat diet (HF diet). We therefore subjected adult male offspring to these two situations. The HF diet induced an increase in mass and adiposity, which was associated with an alteration in the activity of BAT, characterized by: a decrease in mitochondrial DNA, in the expression of genes involved in the thermogenesis and mitochondriogenesis, as well as an accumulation of large and multiple lipid droplets observed in histological sections. In addition, we noted that exposure of the group from VDD mothers to cold for one week did not significantly modify core temperature. Nevertheless, acute exposure for 6 hours significantly reduced the temperature at 2 and 3 hours of exposure. These data suggest that BAT functionality is altered in VDD offspring during physiological stress. We also investigated the early mechanisms involved in the observed adult phenotype. To do this, we studied a 4-day-old offspring, which allowed us to highlight a strong induction of genes known to be involved in the functionality of BAT in offspring from VDD mothers, which was confirmed by a IPA analysis. On the other hand, the epigenetic origin was studied by analyzing DNA methylation as well as the epigenetic mark H3K27 acetylated. These results suggest that VDD during fetal life plays a role in chromatin remodeling that may explain the repercussions of maternal VDD on metabolism in adulthood.