%NVUEDELOBTENTIONDU %0$503"5%&-6/*7&34*5² %&506-064& $ÏLIVRÏPAR Université Toulouse III Paul Sabatier (UT3 Paul Sabatier) $ISCIPLINEOUSPÏCIALITÏ Pharmacologie 0RÏSENTÏEETSOUTENUEPAR Zeina SOAYFANE LE vendredi 4 novembre 2011 4ITRE Implication des transporteurs SR-B1, NPC1L1 et la P-glycoprotéine dans l'absorption intestinale des composés lipophiles %COLEDOCTORALE Biologie, Santé, Biotechnologies (BSB) 5NITÏDERECHERCHE UMR 1331 TOXALIM $IRECTEURS DE4HÒSE Dr. Anne LESPINE Dr. Xavier COLLET 2APPORTEURS Dr. Philippe COSTET Pr. Philippe CARDOT MEMBRES DUJURY: Pr. Philippe VALET (président) Dr. Xavier COUMOUL (examinateur) Dr. Stéphane ORLOWSKI (membre invité) Remerciements Je tiens tout d’abord à exprimer ma gratitude et mon respect aux membres du jury. A Monsieur Philippe VALET, professeur à l’université de Toulouse III, pour avoir accepté de présider mon jury de thèse. A Monsieur Philippe CARDOT, professeur à l’université de Paris Pierre et Marie Curie, et à Monsieur Philippe COSTET, chargé de recherche à l’INSERM U915 pour m’avoir fait l’honneur d’être les rapporteurs de cette thèse. A Monsieur Xavier COUMOUL, Maître de Conférences à l’Université de Paris Descartes, qui a accepté d’examiner ce travail. A Monsieur Stéphane ORLOWSKI pour l’honneur qu’il m’a fait en participant à mon jury de thèse, en plus de ses conseils qui m’ont beaucoup aidé et de sa gentillesse. Je remercie tout particulièrement Madame le docteur Anne LESPINE, directeur de recherche à l’INRA, TOXALIM UMR1331, et directrice de cette thèse et Monsieur le docteur Xavier COLLET, directeur de recherche à l’INSERM et co-directeur de cette thèse, de m’avoir confié un sujet si passionnant, avoir su répondre à mes inquiétudes et m’avoir encadrée de manière si impliquée. Je suis très reconnaissante à Madame le docteur Christine COMERA, chargée de recherche à l’INRA, TOXALIM UMR1331, pour son encadrement la première année de thèse, sa présence et ses conseils. Je tiens à remercier Monsieur Bernard SALLES, professeur à l’université de Toulouse III et directeur de l’UMR1331 TOXALIM et à Monsieur Thierry Pineau, directeur du département de Santé Animale de m’avoir accueillie au sein du laboratoire. Tous mes remerciements s’adressent également aux membres actuels et passés de l’équipe TMR ‘Transporteurs Membranaires et Résistance’ pour m’avoir formé, aidé et soutenu. A Magalie Foucaud VIGNAULT qui a initié et réalisé une grande partie de ce travail lors de son passage en post-doc et qui a permis sa valorisation. A Laurence PEYRASTRE, Cécile MENEZ, Hela CHALWATI, Edwin FOUCHE, Mélanie ALBERICH pour leurs conseils et leur gentillesse. A Chantal LEBRUN pour avoir su m’écouter et me conseiller A Jean François SUTRA, merci de m’avoir aidé sur les manips de prélèvement sanguin sur les souris et réalisé tous les dosages HPLC de notre médicament d’intérêt A Cécile SOTTO, « ma copine », avec qui j’ai partagé de bons moments d’amitiés sur le plan personnel et professionnel. Merci à toi Cécile pour m’avoir servi de guide depuis mon arrivée dans l’équipe. Et maintenant je pars mais j’attends ta visite aux USA. Tu vas me manquer !!! A Monsieur Michel ALVINERIE, pour vos encouragements et conseils Je tiens à exprimer mes remerciements à tous ceux qui ont participé et aidé à la réalisation de ce travail. A Hervé GUILLOU et Pascal MARTIN pour avoir partagé leur expertise en biologie moléculaire, et en métabolisme des lipides et ouvert leurs congélateurs pleins de primers, ce qui m’a permis de gagner un temps inestimable. A Arnaud POLIZZI, pour m’avoir formé sur le « design » des primers et pour sa gentillesse et son aide à chaque fois que je l’ai sollicité. A Mattéo SERINO et à Philippe COSTET qui se sont intéressés au modèle et qui vont permettre de l’explorer dans des domaines plus larges (microflore intestinale, métabolisme du cholestérol,…). Je tiens à remercier Madame le Docteur Afifa Ait-Belgnaoui, pour tout son soutien moral, son aide, ses encouragements, son écoute et ses conseils à chaque fois que je l’ai sollicitée. Tout ce travail de thèse n’aurait pas été possible sans l’aide du personnel de l’équipe de l’animalerie, Colette BETOULIERE et Caroline. Je les remercie pour leur gentillesse, leur bonne humeur et leur aide précieuse pour la gestion de mes souris et mes expériences. Mes remerciements vont également vers Isabelle OSWALD, Nicolas LOISEAU, Laurence GUZYLACK pour leurs conseils sur mon oral. Merci aussi à tous les gestionnaires et secrétaires de TOXALIM pour m’avoir aidé dans toutes mes démarches. Je pense à Marie José, Cathy, Sarah, Joëlle. Un merci aux collègues du laboratoire : Alice, Viorica, Simon, Laila, Alexandra, Julie, Souria, Patricia, Imourane, Frédéric, Jean-Luc, Nabila, Christiane, Olivier, Philippe, Joëlle, Jacques, Régine. Et j’espère n’avoir oublié personne et ceux qui ne se retrouvent pas dans cette liste qu’ils veuillent bien m’en excusez, je les remercie également. Je remercie également mon amie libanaise, Lara MOUSSA, pour son soutien, son écoute et son aide permanents qui m’ont été très précieux. Je remercie également le personnel de l’INSERM U563, entre autre, Michella CANTIELLO d’avoir travaillé avec elle, Justine Bertrand MICHEL pour m’avoir réalisé tous les dosages en chromatographie gazeuse, François TERCE, Michel NAUZE, Véronique PONS, Aurélie pour leur aide et conseils. Un grand merci au professeur Mahmood Hussain, mon futur chef aux USA, avec qui je vais réaliser un post-doctorat et qui a su me faire confiance et attendre que je passe ma thèse. Merci à tous mes amis libanais et syriens, toulousains et autres pour leur soutien et leur amitié, je pense plus particulièrement à Nadine, Amanie, Ranim, Dima, Hanane, Alia, Sanaa, Marcelle,… Un grand merci à Madame GIL de m’avoir soutenue pendant les trois ans de thèse et qui a été ma mère de substitution en France. Je lui dis que je ne l’oublierai jamais et je resterai en contact avec elle. Enfin, ces remerciements ne seraient pas complets sans mentionner toutes les personnes qui m’ont accompagnée et soutenue tout au long de ses trois années, je pense plus particulièrement à mes parents : A ma chère maman qui m’a beaucoup supporté et toujours encouragé malgré la distance qui nous sépare actuellement. A mon père qui m’a toujours soutenu et qui ne cessera jamais de le faire. A ma sœur et mon frère, très présents avec moi. Je vous aime tous !!! Résumé L’absorption intestinale des lipides et des micronutriments à caractère lipophile fait intervenir des transporteurs de la membrane apicale de l’entérocyte tels que NPC1L1, SR-B1 et CD36. Pour les xénobiotiques incluant les médicaments lipophiles, les transporteurs ABC multidrogues, comme la P-glycoprotéine (Pgp) ou MRP ou BCRP, interviennent en effluant et en limitant la biodisponibilité de ces composés dans l’organisme. Ils sont aussi capables de transporter des lipides comme le cholestérol et les phospholipides. De plus, un rôle dans l’homéostasie des lipides a été évoqué pour la Pgp. Les objectifs de cette thèse ont été (i) de caractériser la contribution de NPC1L1 et SR-B1 dans l’absorption du cholestérol et d’une vitamine liposoluble, la vitamine E ou tocophérol, tout au long de l’intestin grêle, (ii) d’identifier le rôle de la Pgp dans l’homéostasie des lipides dans l’organisme et enfin (iii) d’évaluer le rôle de la Pgp dans la biodisponibilité de l’ivermectine, un médicament anthelmintique lipophile, lorsqu’elle est administrée dans des formulations lipidiques. Nous avons montré que les cellules Caco-2 sont capables d’absorber le cholestérol et le tocophérol incorporés dans des micelles contenant de l’acide oléique, selon une voie commune, faisant intervenir NPC1L1 et SR-B1. Chez la souris, nous avons montré que le tocophérol est majoritairement absorbé au niveau du jéjunum médial et distal. Nous avons également mis en évidence un rôle spécifique de ces transporteurs en fonction de leur localisation intestinale : NPC1L1 intervient tout au long de l’intestin dans l’absorption du cholestérol et seulement au niveau distal pour le tocophérol. SR-B1 intervient dans l’absorption du cholestérol au niveau distal et dans celle du tocophérol au niveau proximal de l’intestin (Publication 1: Soayfane et al., 2011). Par ailleurs, nous avons mis en évidence un rôle important de la P-glycoprotéine (Pgp) dans le maintien de l’homéostasie des lipides. Les souris déficientes en Pgp développent une obésité associée à des troubles métaboliques (stéatose hépatique, hyperinsulinémie) (Publication 2: Foucaud-Vignault et al., 2011) mais ont aussi une triglycéridémie postprandiale augmentée par rapport aux souris sauvages. Parmi les mécanismes explorés, nous avons montré que les souris déficientes en Pgp avaient une diminution de l’absorption intestinale des lipides et une captation plus importante des lipides par le tissu adipeux (Publication 3: Soayfane et al., en préparation). Enfin, la biodisponibilité de l’ivermectine formulée dans de l’huile ou avec un émulsifiant, le polysorbate 80, a été évaluée. Nous avons montré chez la souris que le polysorbate augmente de façon marquée la biodisponibilité de l’ivermectine via l’inhibition de la Pgp (Publication 4: Soayfane et al., en préparation). En conclusion, nous avons contribué à élucider certains mécanismes qui sous-tendent l’absorption intestinale de différents composés lipidiques. Différents rôles de NPC1L1 et SR-B1 dans l’absorption du cholestérol et du tocophérol ont été établis tout au long de l’intestin. De plus, d’autres transporteurs semblent intervenir dans l’absorption du tocophérol au niveau médial et distal de l’intestin. D’autre part, l’homéostasie des lipides est profondément affectée chez la souris déficiente en Pgp révélant une nouvelle fonction physiologique possible pour la Pgp en relation avec le développement de l’obésité.