Dogs used as a large animal model of obesity-related insulin resistance

As for ethical and other reasons, studies of the pathophysiological mechanisms of obesity and its association with insulin resistance (IR) cannot be performed in man, researchers have to use appropriate animal models. Although dogs fed on a high-fat diet seem to meet the requirements to study this human syndrome, the canine model has hardly been used. Our objective was to study the lipoprotein metabolism and reverse cholesterol transport in healthy dogs, then in dogs with insulin resistance. We also aimed to describe the plasmatic changes associated with insulin resistance, and quantify the expression of genes involved in this disorder, in insulin target tissues (visceral adipose tissue and skeletal muscle). In healthy dogs, apoB100 exclusively appears in VLDL, whose high production is associated with a high fractional catabolism (5-fold greater than that of human). LDL-apoB100 metabolism is similar in dogs and humans. Our results showed that the healthy dog does not exhibit any CETP activity in vivo, and that reverse cholesterol transport is very active, with substantial selective uptake of HDL esterified cholesterol. Consequently, among species with no CETP activity, dogs provide an adequate model to study changes in this selective cholesterol uptake. The anomalies observed in lipoprotein profiles produced by FPLC in IR obese dogs were identical to those seen in IR man. Insulin resistance is associated with a decreased production of LDL apo B100, due to a reduced production, despite the increased catabolism. Both transcription and plasmatic results confirmed those found in man (overexpression of leptin mRNA, underexpression of adiponectin, GLUT4, LPL, PPAR and UCP mRNAs). Therefore, dogs could provide a useful research model, particularly to elucidate the molecular mechanisms involved in the development of insulin resistance and dyslipidemia.Pour des raisons notamment éthiques, il n'est pas possible d'étudier chez l'homme les phénomènes physiopathologiques associés à l'évolution conjointe de l'obésité et de la baisse de sensibilité à l'insuline. L'établissement de modèles animaux reflétant la pathologie humaine paraît donc indispensable. Le chien soumis à un régime hyperlipidique semblait répondre aux critères de sélection d'un modèle adapté à l'étude de ce syndrome. Il n'avait cependant été que peu exploré. Le but de notre travail a été d'une part, d'étudier le métabolisme des lipoprotéines et le transport inverse du cholestérol chez le chien sain, puis chez le chien insulinorésistant (IR) et d'autre part, de caractériser l'évolution des modifications plasmatiques associées à l'insulinorésistance, puis de quantifier, au sein de certains tissus cibles de l'insuline (tissus adipeux viscéral et musculaire), l'expression de gènes impliqués dans ce désordre métabolique. Chez le chien sain, l'apo B100 (apolipoprotéine B100) apparaît exclusivement dans les VLDL dont la production élevée est associée à un catabolisme important, égal à 5 fois celui de l'homme. Ces lipoprotéines subissent une lipolyse partielle, formant les LDL qui contiennent donc aussi de l'apoB100. L'apoB100 des LDL a un métabolisme similaire à celui de l'homme. Le chien sain ne manifeste pas d'activité CETP (cholesterol ester tranfer protein) in vivo, mais présente un transport inverse du cholestérol très actif, notamment associé à une importante capture sélective du cholestérol estérifié des HDL. Le chien pourrait donc s'avérer le meilleur modèle pour l'étude de la modulation de cette voie de retour du cholestérol. Les profils lipidiques des lipoprotéines, obtenus par chromatographie FPLC chez le chien obèse IR, ont montré les mêmes perturbations que chez l'homme IR. La production d'apo B100 dans les VLDL est augmentée et la lipolyse diminuée. La concentration en apo B100 des LDL est diminuée, conséquence d'une production réduite et d'un catabolisme augmenté. Les résultats obtenus aux niveaux transcriptionnel et plasmatique sont également conformes aux observations effectuées chez l'homme (surexpression du gène de la leptine, sous-expression de celui de l'adiponectine, du GLUT4, de la lipoprotéine lipase, des PPAR et des UCP notamment). Sur les deux plans de l'étude, nos résultats confirment que le chien pourrait constituer un bon modèle d'étude, notamment pour l'élucidation des mécanismes moléculaires impliqués dans le développement de l'insulinorésistance et des dyslipidémies

Mild dyslipidemia accelerates tumorigenesis through expansion of Ly6Chi monocytes and differentiation to pro-angiogenic myeloid cells

Cancer and cardiovascular disease (CVD) share common risk factors such as dyslipidemia, obesity and inflammation. However, the role of pro-atherogenic environment and its associated low-grade inflammation in tumor progression remains underexplored. Here we show that feeding C57BL/6J mice with a non-obesogenic high fat high cholesterol diet (HFHCD) for two weeks to induce mild dyslipidemia, increases the pool of circulating Ly6Chi monocytes available for initial melanoma development, in an IL-1β-dependent manner. Descendants of circulating myeloid cells, which accumulate in the tumor microenvironment of mice under HFHCD, heighten pro-angiogenic and immunosuppressive activities locally. Limiting myeloid cell accumulation or targeting VEGF-A production by myeloid cells decrease HFHCD-induced tumor growth acceleration. Reverting the HFHCD to a chow diet at the time of tumor implantation protects against tumor growth. Together, these data shed light on cross-disease communication between cardiovascular pathologies and cancer

Modulation pharmacologique (acide nicotinique) et nutritionnelle (acides gras polyinsaturés oméga 3) du transport inverse du cholestérol chez le chien obèse et insulinorésistant

Le premier objectif de cette thèse a été d'étudier, chez des chiens obèses et insulinorésistants, les caractéristiques du tissu adipeux en fonction de sa localisation anatomique. Nous avons montré que le tissu adipeux viscéral se caractérise par une plus grande teneur en acides gras saturés par comparaison au tissu adipeux sous-cutané, ainsi que par une expression plus importante de facteurs de l'inflammation et de l hypoxie. Ces caractéristiques pourraient expliquer, au moins partiellement, la plus grande implication du tissu adipeux viscéral dans diverses affections telles que l'insulinorésistance ou la stéatose hépatique. Nous avons ensuite évalué les effets des acides gras polyinsaturés oméga 3 (EPA et DHA) sur différents paramètres du syndrome métabolique. Cette supplémentation a permis de corriger partiellement la dyslipidémie, notamment du fait d une augmentation de l'oxydation des acides gras et d'une diminution de la lipogenèse. De plus, l'amélioration de la sensibilité à l'insuline que nous avons observée pourrait avoir trouvé une part de son explication dans la modification de la composition en acides gras des tissus ainsi que dans l'augmentation de l'expression du PPARg. Dans la dernière partie de ce travail, nous avons cherché à moduler le transport inverse du cholestérol (TIC) en réduisant la triglycéridémie par l utilisation d'acide nicotinique ou d'acides gras polyinsaturés oméga 3. D'une part, l'acide nicotinique exerce son activité en inhibant la synthèse hépatique de triglycérides mais, bien que ses effets sur le TIC soient dépendants de la CETP, nous avons mis en évidence une accélération de ce transport, accélération non soupçonnée chez l'Homme et qui pourrait participer à la réduction du risque cardiovasculaire. D'autre part, l'analyse des cinétiques de marquage de l'apoAI et du cholestérol après supplémentation en EPA et DHA devrait permettre de déterminer les effets de ces acides gras sur le TIC et de mieux comprendre la relation entre variation de la triglycéridémie et TIC.The first aim of this thesis was to assess, in obese and insulin resistant dogs, differences in the characteristics of adipose tissue depending on its anatomical position. We have shown that the content of saturated fatty acid was higher in visceral adipose tissue (VAT) than in subcutaneous adipose tissue. Similarly, the expression of inflammatory and hypoxic markers was higher in VAT. Together, these findings could partly explain the higher implication of VAT in some diseases. We then aimed to determine the effects of omega 3 polyunsaturated fatty acids (PUFA) (EPA and DHA) on the obesity-related dyslipidemia and insulin resistance. We have shown that EPA and DHA supplementation improved the dyslipidemia, notably by increasing fatty acid oxidation and reducing lipogenesis. Dogs also presented a higher insulin sensitivity that could be explained by the modification of tissues fatty acid composition and the higher expression of PPARg. The last step of this thesis was to evaluate the effect of a lowered triglyceridemia (by using nicotinic acid (NA) or omega 3 PUFA) on reverse cholesterol transport (RCT). Firstly, NA reduced plasma triglyceride concentration by inhibiting hepatic triglyceride synthesis. Even if NA exerts its effects on RCT mainly through CETP, we have observed an improved RCT in dogs, mainly due to an increase in cholesterol esterification rate and cholesteryl ester uptake. Secondly, the analysis of apoAI and cholesterol kinetics during the EPA and DHA supplementation period are being conducted. They could allow to determine the effects of these fatty acids on RCT, and get a better understanding about the relationship between changes in triglyceridemia and RCT.NANTES-BU Médecine pharmacie (441092101) / SudocSudocFranceF

Disturbance of HDL apolipoprotein AI metabolism in severe hyperlipidemic and lipodystrophic HIV patients on a protease inhibitor treatment

International audiencen.

In vivo effect of simvastatin on lipoprotein cholesteryl ester metabolism in normocholesterolemic volunteers

A kinetic study on lipoprotein cholesteryl ester metabolism was carried out in 4 normolipidemic volunteers before and after treatment with simvastatin. They received LDL labelled with 3H-cholesteryl linoleate. A lipoprotein cholesteryl ester model was developed that fit the radioactivity in LDL, HDL and VLDL cholesteryl ester during 24 hours following injection. Before treatment, the model is consistent with previously reported data. Moreover our results suggest that, in normal fasting subjects, the efflux of plasma cholesteryl ester is almost exclusively derived from LDL. Administration of drug decreased LDL cholesteryl ester concentration by 35%. After treatment, the rate constant concerning LDL catabolism was increased by 25% and the model required the existence of a direct removal of VLDL cholesteryl ester (40% of total VLDL turnover). Our results suggest that the reduction in the LDL cholesteryl ester concentration induced by treatment with simvastatin is due to an increase in the uptake of LDL and LDL precursors (VLDL, VLDL remnants) by LDL receptors. © 1991.SCOPUS: ar.jinfo:eu-repo/semantics/publishe