Search

National audience; La période postnatale est caractérisée par une croissance et un développement rapide. Les lipides et plus particulièrement les acides gras polyinsaturés à longues chaînes (AGPI-LC) tels que les acides docosahexaénoïque (DHA) et arachidonique (ARA) jouent un rôle essentiel durant cette période. L’objectif principal des formules infantiles est d’être biomimétique de « l’étalon d’or » : le lait maternel, aussi bien en termes de composition que de structure, pour ainsi offrir la meilleure alternative possible à l’allaitement lorsqu’il a échoué et/ou n’est pas possible. Dans ce contexte, la réglementation européenne a évolué pour encourager une optimisation de la composition des préparations infantiles. Ainsi, depuis février 2020 la supplémentation des formules en DHA a été rendue obligatoire. Ces formules sont également fortifiées en ARA, autre AGPI indispensable pour le développement de l’enfant, bien qu’aucune obligation ne soit établie quant à sa teneur minimale. Leur important degré d’insaturation rend ces acides gras particulièrement sensibles à l'oxydation lipidique, complexifiant ainsi leur introduction dans les formules infantiles. Les lipides laitiers du fait de leur haute teneur en certains acides gras saturés constituent donc un atout pour la stabilisation contre l’oxydation. De plus, d’un point de vue structurel, des différences persistent entre le lait maternel et les formules infantiles ce qui a un fort impact sur les cinétiques de digestion et donc d’absorption des nutriments. Une fois de plus, les lipides laitiers (polaires ou apolaires) du fait de leur structure et composition complexe, présentent un intérêt particulier pour le développement de l’enfant notamment en modulant la digestion des protéines, le développement intestinal et en contribuant à l’éducation immunitaire et à celle du microbiote. L’objectif de cet exposé est de mettre en évidence, à travers une étude de stockage, l’intérêt technologique et nutritionnel de la réintroduction des lipides laitiers dans la composition des préparations de suite afin de les stabiliser contre l’oxydation.

International audience; The postnatal period is characterized by rapid growth and development. Lipids, especially long-chain polyunsaturated fatty acids (LC-PUFA) such as docosahexaenoic (DHA) and arachidonic (ARA) acids, play an essential role during this period. The main objective of infant formulas is to be biomimetic of the “golden standard” i.e. breast milk, both in terms of composition and structure, thus offering the best possible alternative to breastfeeding when it has failed and/or is not possible. In this context, European regulations have evolved and now require DHA supplementation of formulas. Formulas are also fortified with ARA, another PUFA essential for child development, although there is no requirement for a minimum content. Their high degree of unsaturation makes these fatty acids particularly sensitive to lipid oxidation, making their inclusion in infant formulas more difficult. The objective of this review is therefore to provide a state of the art on the various key parameters that allow better control of LC-PUFA supplementation in infant formulas.; La période postnatale est caractérisée par une croissance et un développement rapide. Les lipides, et plus particulièrement les acides gras polyinsaturés à longues chaînes (AGPI-LC), tels que les acides docosahexaénoïque (DHA) et arachidonique (ARA), jouent un rôle essentiel durant cette période. L’objectif principal des formules infantiles est d’être biomimétique de « l’étalon d’or » : le lait maternel, aussi bien en termes de composition que de structure, pour ainsi offrir la meilleure alternative possible à l’allaitement lorsqu’il a échoué et/ou n’est pas possible. Dans ce contexte, la réglementation européenne a évolué et impose désormais la supplémentation des formules en DHA. Elles sont également fortifiées en ARA, autre AGPI indispensable pour le développement de l’enfant, bien qu’aucune obligation ne soit établie quant à sa teneur minimale. Leur important degré d’insaturation rend ces acides gras particulièrement sensibles à l’oxydation lipidique, complexifiant ainsi leur introduction dans les formules infantiles. L’objectif de cette revue est donc de faire un état de l’art sur les différents paramètres clés permettant de mieux maîtriser la supplémentation des formules infantiles en AGPI-LC.

Contexte : La dysfonction du tissu adipeux blanc (TAB) favorise les facteurs de risque de diabète de type 2 (DbT2), c’est-à-dire la résistance à l’insuline (RI), l’hyper sécrétion d’insuline glucostimulée (SIGS), le délai de clairance des gras et les concentrations élevées d’apoBlipoprotéines (apoB plasmatique) incluant les lipoprotéines de faible densité (LDL). De récentes études de notre laboratoire et d’autres suggèrent que le niveau élevé d’apoB plasmatique (hyperapoB) est une cause et non seulement une conséquence de la dysfonction du TAB. De plus, une internalisation augmentée d’apoB-lipoprotéines via les récepteurs tels que le récepteur aux LDLs (LDLR) et le cluster de différenciation 36 (CD36), favorise le risque de DbT2. Cependant, les mécanismes sous-jacents de même que les interventions nutritionnelles pour les cibler demeurent incertains. L'activation de la voie de l’inflammasome NLRP3/ interleukine (IL) -1β favorise la dysfonction du TAB et les facteurs de risque de DbT2 et est activée par les LDLs oxydées dans les cellules immunitaires. L'acide eicosapentaénoïque (AEP) et l'acide docosahexaénoïque (ADH) réduisent l'hyperapoB, l'activité de l’inflammasome NLRP3 dans les cellules immunitaires et les facteurs de risque de DbT2 chez l’humain. Ils sont synthétisés de façon endogène par l’entremise des désaturases d’acides gras δ-5 (D5D) et δ-6 (D6D). Chez l’humain, de faibles niveaux d’AEP et d’ADH circulants et d’activité de la D5D et une activité élevée de la D6D prédisent l'incidence de DbT2 et la RI par des mécanismes inconnus. Objectifs : L'hypothèse de ma thèse est que l'AEP et l’ADH améliorent les facteurs de risque de DbT2, soit la dysfonction du TAB, le délai de clairance des gras, la RI et l’hyper SIGS, ceci via une baisse de l'apoB plasmatique et de l’activité de l’inflammasome NLRP3 dans le TAB. Les objectifs sont d'examiner si: 1) les associations entre les activités de la D5D et de la D6D et les facteurs de risque de DbT2 dépendent de l'apoB plasmatique; 2) la supplémentation en AEP+ADH réduit l'apoB plasmatique, l'expression du LDLR et du CD36 dans le TAB, l'activité de l’inflammasome NLRP3 dans le TAB et les facteurs de risque de DbT2; 3) l’AEP+ADH inhibe la sécrétion d'IL-1β par le TAB humain stimulée par des signaux canoniques ou les LDLs natives. Méthodes: Des hommes et des femmes postménopausées normoglycémiques ont été testés à l’état basal et après une supplémentation en AEP (1,8 g/jour) et ADH (0,9 g/jour) de 12 semaines. Les activités de la D5D et de la D6D ont été estimées à partir des acides gras produits/précurseurs dans les phospholipides plasmatiques. Nous avons mesuré la SIGS, la RI et le disposition index lors d’un clamp Botnia. Après un repas à 66% de gras, le délai de clairance des gras a été mesuré par l’aire sous la courbe (sur 6 h) des triglycérides (TG) ou de l’apoB48 (chylomicrons) plasmatiques. Ex vivo dans une biopsie de TAB, nous avons mesuré l'expression de surface du LDLR et du CD36 par immunohistochimie, l'ARNm de NLRP3 et IL1B par RT-qPCR et la sécrétion d'IL-1β par alpha-LISA en l’absence ou en présence d’une stimulation par le lipopolysaccharide (LPS), l'adénosine triphosphate (ATP) et/ou les LDLs humaines natives et lors d’une co-incubation avec l’AEP+ADH. Résultats: À l’état basal (N=98), l'activité de la D5D corrélait négativement avec l'apoB plasmatique, la 2e phase de SIGS, la RI et le délai de clairance des chylomicrons et ces associations étaient dépendantes de l'apoB plasmatique. Inversement, l'activité de la D6D corrélait positivement avec la SIGS, la RI et le délai de clairance des chylomicrons indépendamment de l'apoB plasmatique. Chez les sujets ayant complété la supplémentation en AEP+ADH (N=30), on notait une amélioration de la 1e phase de SIGS, du disposition index et de la clairance des TGs. Des niveaux initiaux plus élevés d'apoB plasmatique, de TGs postprandiaux plasmatiques et de RI, et dans le TAB d'expression du LDLR et du CD36, de sécrétion d’IL-1β et d'ARNm de NLRP3 prédisaient une plus grande réduction de ces paramètres. En comparaison à l'acide palmitique, l’AEP+ADH inhibait la sécrétion d'IL-1β par le TAB, en l’abscence ou en présence d’une stimulation par le LPS, l'ATP et/ou les LDLs natives de ces sujets. Conclusion: Les associations inverses entre l'activité de la D5D avec les facteurs de risque de DbT2 sont dépendantes de l'apoB plasmatique. Les meilleurs répondants à la supplémentation en AEP et ADH, en termes de réduction d'apoB plasmatique, d’expression du LDLR et du CD36 dans le TAB, d'activité de l’inflammasome NLRP3 dans le TAB, de TGs postprandiaux et de RI, sont les sujets avec des niveaux initiaux élevés de ces paramètres. L’AEP et l’ADH inhibent directement la sécrétion d'IL-1β par le TAB humain induite par les LDLs natives ou d'autres signaux. Nous proposons que la supplémentation en AEP et ADH puisse cibler l'activité de l’inflammasome NLRP3 dans le TAB, induite par un niveau élevé d’apoB-lipoprotéines plasmatiques ou internalisées par les récepteurs, et ainsi aider à prévenir le DbT2., Background: White adipose tissue (WAT) dysfunction promotes risk factors for type 2 diabetes (T2D), namely insulin resistance (IR), high glucose-stimulated insulin secretion (GIIS), delayed fat clearance and high concentrations of apoB-lipoproteins (measured as plasma apoB) including low density lipoproteins (LDL). Recent studies from our lab and others suggest that high plasma apoB (hyperapoB) is a cause and not only a consequence of WAT dysfunction. Moreover, upregulated receptor-mediated uptake of apoB-lipoproteins via LDL receptor (LDLR) and cluster of differentiation 36 (CD36), promotes the risk for T2D. However, underlying mechanisms as well as nutritional interventions to target them remain unclear. Activation of the NLRP3 inflammasome/interleukin (IL)-1β pathway promotes WAT dysfunction and risk factors for T2D and is activated by oxidized LDLs in immune cells. Eicosapentaenoic acid (EPA) and docosahexaenoic acid (DHA) reduce hyperapoB, NLRP3 inflammasome activity in immune cells and risk factors for T2D in humans. They are synthesized endogenously through δ-5 (D5D) and δ-6 (D6D) fatty desaturases. In humans, low levels of circulating EPA and DHA and D5D activity and high D6D activity predict the incidence of T2D and IR by unknown mechanisms. Objectives: The hypothesis of my thesis is that EPA and DHA improve T2D risk factors, namely WAT dysfunction, delayed fat clearance, IR and high GIIS, this via a reduction of plasma apoB and WAT NLRP3 inflammasome activity. The objectives are to examine whether: 1) the associations between the levels of D5D and D6D activities and the risk factors for T2D are dependent on plasma apoB; 2) supplementation with EPA+DHA reduces plasma apoB, WAT LDLR and CD36 expression, WAT NLRP3 inflammasome activity and T2D risk factors; 3) EPA+DHA directly inhibits IL-1β secretion from human WAT stimulated by canonical signals or native LDLs. Methods: Normoglycemic men and postmenopausal women were tested at baseline and after supplementation with EPA (1.8 g/day) and DHA (0.9 g/day) for 12 weeks. The activities of D5D and D6D were estimated from the product/precursor fatty acids in plasma phospholipids. We measured GIIS, IR and disposition index by a Botnia clamp. Following a 66% fat meal, delayed fat clearance was measured as the area under the curve (over 6 h) of plasma triglycerides (TG) or apoB48 (chylomicrons). Ex vivo in a WAT biopsy, we measured LDLR and CD36 surface expression by immunohistochemistry, NLRP3 and IL1B mRNA by RT-qPCR, and IL-1β secretion by alpha-LISA either unstimulated or stimulated by lipopolysaccharide (LPS), adenosine triphosphate (ATP), and/or native human LDLs, and during co-incubation with EPA+DHA. Results: At baseline (N=98), D5D activity correlated negatively with plasma apoB, 2nd phase GIIS, IR and delayed chylomicron clearance and these associations were dependent on plasma apoB. Conversely, D6D activity correlated positively with GIIS, IR, and delayed chylomicron clearance independently of plasma apoB. In subjects who completed the EPA+DHA supplementation (N=30), there was an amelioration in 1st phase GIIS, disposition index and TG clearance. Higher baseline levels of plasma apoB, plasma postprandial TGs, IR, WAT LDLR and CD36 surface expression, WAT IL-1β secretion and WAT NLRP3 mRNA predicted a greater reduction of these parameters. In comparison with palmitic acid, EPA+DHA inhibited IL-1β secretion from WAT, either unstimulated or stimulated by LPS, ATP and/or subjects’ native LDLs. Conclusion: The negative associations of D5D activity with risk factors for T2D are dependent on plasma apoB. Best responders to EPA and DHA supplementation to reduce plasma apoB, WAT LDLR and CD36 expression, WAT NLRP3 inflammasome activity, delayed TG clearance, and IR are subjects with elevated baseline levels of these parameters. EPA and DHA directly inhibit IL-1β secretion from human WAT induced by native LDLs or other signals. We propose that EPA and DHA supplementation may target upregulated WAT NLRP3 inflammasome activity induced by high plasma concentrations, or receptor-mediated uptake, of apoB-lipoproteins, and thus help prevent T2D.

Les compléments alimentaires mis en vente sur le marché comportent souvent des actifs qui, à l’origine, ne sont peu voire pas solubles. On parle d’actifs de classe BCS II. Lors du développement d’un produit pharmaceutique destiné à être administré par voie orale, les problèmes de solubilité doivent être résolus au plus vite. En effet, pour qu’un actif puisse agir sur son site d’action, il doit avoir des propriétés amphiphiles. En effet, il doit être à la fois hydrophile, pour pouvoir passer dans les différents fluides intestinaux mais il doit également être lipophile pour pouvoir passer à travers les membranes. Grâce au Biopharmaceutical Classification System, de nombreuses études ont été menées afin de trouver des techniques d’amélioration de la solubilité des actifs. Ce dossier traitera uniquement de trois actifs, peu solubles: astaxanthine, coenzyme Q10, et acide docosahexaénoïque. Plusieurs formulations ont été développées et publiées sur ces trois molécules. Elles seront recensées dans ce dossier afin d’analyser comment la solubilité de ces actifs peut être améliorée. Grâce à ces solutions apportées par les industriels, de nombreux compléments alimentaires voient leur biodisponibilité augmentée. Ils sont donc plus efficaces et peuvent ainsi être mis sur le marché.

Session : Nutrition et Qualité; Alimentation végétale supplémentée en DHA d'origine micro-algale au cours du cycle de reproduction de la truite arc-en-ciel : conséquences métaboliques chez les descendants. 6. Journées de la Recherche Filière Piscicole

The mammalian brain is enriched with lipids that serve as energy catalyzers or secondary messengers of essential signaling pathways. Docosahexaenoic acid (DHA) is an omega-3 fatty acid synthesized de novo at low levels in humans, an endogenous supply from its precursors, and is mainly incorporated from nutrition, an exogeneous supply. Decreased levels of DHA have been reported in the brains of patients with neurodegenerative diseases. Preventing this decrease or supplementing the brain with DHA has been considered as a therapy for the DHA brain deficiency that could be linked with neuronal death or neurodegeneration. The mammalian brain has, however, a mechanism of compensation for loss of neurons in the brain: neurogenesis, the birth of neurons from neural stem cells. In adulthood, neurogenesis is still present, although at a slower rate and with low efficiency, where most of the newly born neurons die. Neural stem/progenitor cells (NSPCs) have been shown to require lipids for proper metabolism for proliferation maintenance and neurogenesis induction. Recent studies have focused on the effects of these essential lipids on the neurobiology of NSPCs. This review aimed to introduce the possible use of DHA to impact NSPC fate-decision as a therapy for neurodegenerative diseases.

Lipids are the fundamental structural components of biological membranes. For a long time considered as simple barriers segregating aqueous compartments, membranes are now viewed as dynamic interfaces providing a molecular environment favorable to the activity of membrane-associated proteins. Interestingly, variations in membrane lipid composition, whether quantitative or qualitative, play a crucial role in regulation of membrane protein functionalities. Indeed, a variety of alterations in brain lipid composition have been associated with the processes of normal and pathological aging. Although not establishing a direct cause-and-effect relationship between these complex modifications in cerebral membranes and the process of cognitive decline, evidence shows that alterations in membrane lipid composition affect important physicochemical properties notably impacting the lateral organization of membranes, and thus microdomains. It has been suggested that preservation of microdomain functionality may represent an effective strategy for preventing or decelerating neuronal dysfunction and cerebral vulnerability, processes that are both aggravated by aging. The working hypothesis developed in this review proposes that preservation of membrane organization, for example, through nutritional supplementation of docosahexaenoic acid, could prevent disturbances in and preserve effective cerebral function.

We thank Arlette Cissoire, Benoit Cohade, Medhi Dejelloul, and Philippe Lhoste from the Unite d'Experimentation en Nutrition (INRA Clermont-Ferrand-Theix, France) for excellent assistance with animal care. We thank Chrystele Jouve and Sarah De Saint-Vincent for their help in biochemical experiments. We also thank Sergio Polakov and Jeremie David for help in muscle glycogen measurements; Background : Muscle wasting prevails in numerous diseases (e.g. diabetes, cardiovascular and kidney diseases, COPD,…) and increases healthcare costs. A major clinical issue is to devise new strategies preventing muscle wasting. We hypothesized that 8-week docosahexaenoic acid (DHA) supplementation prior to fasting may preserve muscle mass in vivo.Methods : Six-week-old C57BL/6 mice were fed a DHA-enriched or a control diet for 8 weeks and then fasted for 48 h.Results : Feeding mice a DHA-enriched diet prior to fasting elevated muscle glycogen contents, reduced muscle wasting, blocked the 55% decrease in Akt phosphorylation, and reduced by 30–40% the activation of AMPK, ubiquitination, or autophagy. The DHA-enriched diet fully abolished the fasting induced-messenger RNA (mRNA) over-expression of the endocannabinoid receptor-1. Finally, DHA prevented or modulated the fasting-dependent increase in muscle mRNA levels for Rab18, PLD1, and perilipins, which determine the formation and fate of lipid droplets, in parallel with muscle sparing.Conclusions : These data suggest that 8-week DHA supplementation increased energy stores that can be efficiently mobilized, and thus preserved muscle mass in response to fasting through the regulation of Akt- and AMPK-dependent signalling pathways for reducing proteolysis activation. Whether a nutritional strategy aiming at increasing energy status may shorten recovery periods in clinical settings remains to be tested.

The many functions of astrocytes, such as glutamate recycling and morphological plasticity, enable them to stabilize synapses environment and protect neurons. Little is known about how they adapt to glucocorticoid-induced stress, and even less about the influence of dietary factors. We previously showed that omega-3 polyunsaturated fatty acids (ω3PUFA), dietary fats which alleviate stress responses, influence the way astroglia regulate glutamatergic synapses. We have explored the role of docosahexaenoic acid (DHA), the main ω3PUFA, in the astroglial responses to corticosterone, the main stress hormone in rodents to determine whether ω3PUFA help astrocytes resist stress. Cultured rat astrocytes were enriched in DHA or arachidonic acid (AA, the main ω6PUFA) and given 100 nM corticosterone for several days. Corticosterone stimulated astrocyte glutamate recycling by increasing glutamate uptake and glutamine synthetase (GS), and altered the astrocyte cytoskeleton. DHA-enriched astrocytes no longer responded to the action of corticosterone on glutamate uptake, had decreased GS, and the cytoskeletal effect of corticosterone was delayed, while AA-enriched cells were unaffected. The DHA-dependent anti-corticosterone effect was related to fewer glucocorticoid receptors, while corticosterone increased DHA incorporation into astrocyte membranes. Thus, DHA helps astrocytes resist the influence of corticosterone, so perhaps promoting a sustainable response by the stressed brain. We show that corticosterone increases the glutamate recycling capacity of rat cortical astrocytes in culture, and alters their morphology, which may be detrimental in the long term. Increasing the membrane incorporation of docosahexaenoic acid (DHA), the main omega-3 in brain, reduces the amount of glucocorticoid receptors (GR) and prevents the effects of corticosterone. This may help the astrocytes maintain a functional phenotype in chronic stress situations.

The enzymatic synthesis of structured phsopholipids enriched in DHA and caprylic acid (PC DHA-C8) is studied. Two different ways are studied, acidolysis and esterification. An enzymatic screening led to the choice of the immobilized lipase from Thermomyces lanuginosa (TL-IM) for the 2 reactions. Parameters of the acidolysis reaction between carpylic acid (C8:0) and sunflower phosphatidylcholine (PC) were optimized by means of an experimental design. The optimum conditions determined are a temperature of 38°C, an aw of 0.7, an amount of enzyme of 15% of the mass of substrate and a molar ratio of C8:0/PC of 18. These conditions were applied to the acidolysis of microalgal phospholipids from T. lutea, rich in DHA, in order to produce PC DHA-C8. The other studied reaction is the lipase catalyzed esterification of GPC with C8:0 and DHA in a solvent-free medium This reaction has been optimized by studying each factor independently. The parameters studied are the temperature, the amount of lipase, the molar ratio GPC/C8:0/DHA and the use of reduced pressure. In order to obtain PC DHA-C8, each of theses parameters are respectively set at: 45°C, 20% of enzyme, a molar ratio of 1/3/15 and a pressure of 100 mbar. The production of PC DHA-C8, although optimized, does not exceed a yield of 2%. However, during this experiment, a high production of LPC DHA is observed, up to 16% without optimization of the synthesis parameter.; Ce travail étudie l’obtention de phospholipides structurés enrichis en DHA et en acide caprylique (PC DHA-C8) par voie enzymatique. Deux voies de synthèse sont étudiées, l’acidolyse et l’estérification. Suite à un criblage enzymatique, la lipase retenue pour les deux voies de synthèse est TL-IM. Une optimisation des paramètres de la réaction d’acidolyse a été réalisée entre l’acide caprylique (C8:0) et la phosphatidylcholine de tournesol (PC) par le biais d’un plan d’expériences. Les conditions optimales déterminées sont une température de 38°C, une activité de l’eau de 0,7, une quantité d’enzyme de 15% de la masse en substrat ainsi qu’un rapport molaire C8:0/PC de 18. Ces conditions ont ensuite été utilisées pour l’acidolyse de phospholipides microalgaux riches en DHA issus de la microalgue Tisochrysis lutea afin d’obtenir de la PC DHA-C8. Les résultats n’ont pas été concluants. L’autre voie de synthèse étudiée est l’estérification par des lipases de la GPC, de l’acide caprylique et du DHA en milieu fondu. Cette réaction a été optimisée par la technique du pas par pas. Les paramètres étudiés sont la température, la quantité d’enzyme, le rapport molaire GPC/C8:0/DHA et l’application d’un vide. Pour l’obtention de PC DHA-C8, il faut fixer chacun de ces paramètres respectivement de la sorte : 45°C, 20% d’enzyme, un rapport molaire de 1/3/15 et un vide de 100 mbar. La production de PC DHA-C8, bien qu’optimisée ne dépasse pas 2% de rendement. Cependant, durant cette expérience, il a été constaté une forte production de LPC DHA, atteignant 16% sans optimisation des paramètres de synthèse.

The enzymatic synthesis of structured phsopholipids enriched in DHA and caprylic acid (PC DHA-C8) is studied. Two different ways are studied, acidolysis and esterification. An enzymatic screening led to the choice of the immobilized lipase from Thermomyces lanuginosa (TL-IM) for the 2 reactions. Parameters of the acidolysis reaction between carpylic acid (C8:0) and sunflower phosphatidylcholine (PC) were optimized by means of an experimental design. The optimum conditions determined are a temperature of 38°C, an aw of 0.7, an amount of enzyme of 15% of the mass of substrate and a molar ratio of C8:0/PC of 18. These conditions were applied to the acidolysis of microalgal phospholipids from T. lutea, rich in DHA, in order to produce PC DHA-C8. The other studied reaction is the lipase catalyzed esterification of GPC with C8:0 and DHA in a solvent-free medium This reaction has been optimized by studying each factor independently. The parameters studied are the temperature, the amount of lipase, the molar ratio GPC/C8:0/DHA and the use of reduced pressure. In order to obtain PC DHA-C8, each of theses parameters are respectively set at: 45°C, 20% of enzyme, a molar ratio of 1/3/15 and a pressure of 100 mbar. The production of PC DHA-C8, although optimized, does not exceed a yield of 2%. However, during this experiment, a high production of LPC DHA is observed, up to 16% without optimization of the synthesis parameter., Ce travail étudie l’obtention de phospholipides structurés enrichis en DHA et en acide caprylique (PC DHA-C8) par voie enzymatique. Deux voies de synthèse sont étudiées, l’acidolyse et l’estérification. Suite à un criblage enzymatique, la lipase retenue pour les deux voies de synthèse est TL-IM. Une optimisation des paramètres de la réaction d’acidolyse a été réalisée entre l’acide caprylique (C8:0) et la phosphatidylcholine de tournesol (PC) par le biais d’un plan d’expériences. Les conditions optimales déterminées sont une température de 38°C, une activité de l’eau de 0,7, une quantité d’enzyme de 15% de la masse en substrat ainsi qu’un rapport molaire C8:0/PC de 18. Ces conditions ont ensuite été utilisées pour l’acidolyse de phospholipides microalgaux riches en DHA issus de la microalgue Tisochrysis lutea afin d’obtenir de la PC DHA-C8. Les résultats n’ont pas été concluants. L’autre voie de synthèse étudiée est l’estérification par des lipases de la GPC, de l’acide caprylique et du DHA en milieu fondu. Cette réaction a été optimisée par la technique du pas par pas. Les paramètres étudiés sont la température, la quantité d’enzyme, le rapport molaire GPC/C8:0/DHA et l’application d’un vide. Pour l’obtention de PC DHA-C8, il faut fixer chacun de ces paramètres respectivement de la sorte : 45°C, 20% d’enzyme, un rapport molaire de 1/3/15 et un vide de 100 mbar. La production de PC DHA-C8, bien qu’optimisée ne dépasse pas 2% de rendement. Cependant, durant cette expérience, il a été constaté une forte production de LPC DHA, atteignant 16% sans optimisation des paramètres de synthèse.

International audience; The central nervous system (CNS) has the highest concentration of lipids in the organism after adipose tissue. Among these lipids, the brain is particularly enriched with polyunsaturated fatty acids (PUFAs) represented by the omega-6 (omega 6) and omega-3 (omega 3) series. These PUFAs include arachidonic acid (AA) and docosahexaenoic acid (DHA), respectively. PUFAs have received substantial attention as being relevant to many brain diseases, including anxiety and depression. This review addresses an important question in the area of nutritional neuroscience regarding the importance of omega 3 PUFAs in the prevention and/or treatment of neuropsychiatric diseases, mainly depression and anxiety. In particular, it focuses on clinical and experimental data linking dietary intake of omega 3 PUFAs and depression or anxiety. In particular, we will discuss recent experimental data highlighting how omega 3 PUFAs can modulate neurobiological processes involved in the pathophysiology of anxiety and depression. Potential mechanisms involved in the neuroprotective and corrective activity of omega 3 PUFAs in the brain are discussed, in particular the sensing activity of free fatty acid receptors and the activity of the PUFAs-derived endocannabinoid system and the hypothalamic-pituitary-adrenal axis.

Alzheimer's disease (AD) and cerebral amyloid angiopathy (CAA) are characterized by Amyloid β-peptides depositions in the brain and cerebral vasculature respectively. Because DHA-diet is associated with a reduced risk of AD, the main objective of my thesis was to evaluate the impact of a DHA-diet on cerebrovascular and peripheral inflammation and its consequences on parenchymal and vascular Aβ-deposits during aging in a transgenic mouse model of AD/CAA (Tg2576). The Aβ-peptide deposits were detected using an anti-Aβ peptides and hemorrhages were detected with Prussian Blue on brain sections. At 10, 14 and 18 month-old, we demonstrated a reduction of amyloid vascular deposits and hemorrhages under DHA-diet compared to placebo, while parenchymal Aβ-peptides deposits remain unaffected. Moreover, we demonstrated a strong negative correlation between amyloid vascular deposition, hemorrhage and a lipid-derived pro-inflammatory mediator, 12-HETE. We next evaluated the in vitro effects of Aβ1-40-peptide on 12-HETE production by the Vascular Smooth Muscle Cells. We demonstrated that the mRNA level of the 12-LOX enzyme, involved in 12-HETE synthesis, was increased when cells where incubated with Aβ1-40-peptide, suggesting a cause-to-effect relationship between Aβ deposits and pro-inflammatory biolipids. The work carried out during my thesis made it possible to demonstrate DHA protective effect on evolution and consequences of Aβ peptide cerebrovascular accumulation and link it to plasma 12-HETE level. My work emphasized once again the importance of inflammation in AAC pathogenesis while opening up a new pathway for potential targets in the preventive intervention of this pathology., La maladie d'Alzheimer (MA) et l'angiopathie amyloïde cérébrale (AAC) sont respectivement caractérisées par des dépôts de peptides amyloïdes β (Aβ) dans le cerveau et la vascularisation cérébrale. Étant donné qu’un régime riche en DHA est associé à une réduction du risque de la MA, l'objectif principal de ma thèse a été d'évaluer l'impact d'un régime enrichi en DHA sur l'inflammation systémique et ses conséquences sur les dépôts Aβ parenchymateux et vasculaires au cours du vieillissement dans un modèle de souris transgéniques de MA/AAC, les Tg2576. Les dépôts amyloïdes ont été détectés en utilisant un anticorps anti-Aβ et les hémorragies avec du bleu prussien sur des coupes cérébrales. A 10, 14 et 18 mois, nous avons démontré une réduction des dépôts vasculaires amyloïdes et des hémorragies en régime DHA par rapport au régime placebo, alors que les dépôts parenchymateux ne sont pas affectés. De plus, nous avons démontré une forte corrélation entre les dépôts amyloïdes vasculaires, les hémorragies et un médiateur pro-inflammatoire lipidique, le 12-HETE. Nous avons ensuite évalué in vitro les effets du peptide Aβ1-40 sur la production de 12-HETE par les cellules musculaires lisses vasculaires. Nous avons démontré que les niveaux d'ARNm de l'enzyme 12-LOX, impliquée dans la synthèse de 12-HETE, était augmenté lorsque les cellules ont été incubées avec du peptide Aβ1-40, suggérant une relation de cause à effet entre les dépôts Aβ et les lipides pro-inflammatoires. Mon travail a de nouveau souligné l'importance de l'inflammation dans la pathogenèse de l'AAC tout en ouvrant une nouvelle voie pour des cibles potentielles dans l'intervention préventive de cette pathologie.

International audience; Objectives and studyThe role of Polyunsaturated Fatty Acids (PUFA) n-3 on lipid metabolism is well known. However, most research focuses on docosahexaenoic acid (DHA, C22:6 n-3) and eicosapentaenoic acid (EPA, C20:5 n-3). Few studies concern docosapentaenoic acid n-3 (DPA n-3, C22:5 n-3), which is not commercially available in sufficient amount for in vivo studies. This fatty acid is an intermediate between EPA and DHA in the n-3 PUFA conversion pathway from α-linolenic acid (ALA, C18:3 n-3). It could be of interest both for DPA ability to be converted to EPA or DHA, mostly in the liver; and for its potential specific physiological effects. To our knowledge, no studies have been able to observe globally the specific enrichment of this fatty acid in the tissues when it was supplemented in vivo.The objective of this study is therefore to examine the effect of DPA supplementation at a physiological dose on the PUFA composition of the main tissues in rats in order to guide future studies towards the search for physiological effects.MethodsDPA was purified by preparative liquid chromatography. Two groups of Sprague Dawley male rats (n= 8 / group) were fed for 3 weeks from weaning with a 10% weight lipid diet supplemented or not with 0.5% DPA of total fatty acids (TFA) and containing ALA (2.3% of TFA, ratio n-6/n-3= 5). The TFA composition of 20 tissues was investigated by gas chromatography coupled to a mass spectrometer. The two groups were compared by Student's t-test (p< 0.05).ResultsWhen supplemented, the proportion of DPA is significantly increased in the heart (x2.1), lung (x1.8), spleen (x1.6), bone marrow (x1.5) and kidney (X1.3). Its proportion tends to increase in the red blood cells (x1.4) and the pancreas (x1.2) but remains stable in the liver, plasma, brain and retina that are known to be impacted with diets supplemented with EPA or with DHA.DHA status was significantly increased in the spleen (x1.2), lung (x1.2) and tends to increase in the bone marrow (x1.6). DPA supplementation would therefore increase the conversion to DHA.The proportions of EPA were significantly increased in the liver (x2.0), plasma (x2.0), spleen (x1.5), lung (x1.3) and bone marrow (x1.1). This would confirm direct or indirect retroconversion through DHA from DPA to EPA.Concerning the n-6 series PUFAs in competition with the enzymes of the n-3 conversion pathway, the proportions of DPA n-6 (C22:5 n-6) and arachidonic acid (C20:4 n- 6) decreased in some tissues specifically (red blood cells, heart, kidney, spleen, lung).ConclusionDPA supplementation at 0.5% of TFA results in enrichment of n-3 PUFA and depletion of n-6 PUFAs targeted in some tissues. This suggests a potential and specific action of this fatty acid. Future studies are now scheduled to determine the potential physiological effects of DPA in these organs as compared to DHA and EPA.; Objectifs et étudeLe rôle des acides gras polyinsaturés (AGPI) n-3 sur le métabolisme des lipides est connu. Cependant, la plupart des recherches portent sur l'acide docosahexaénoïque (DHA, C22:6 n-3) et l'acide eicosapentaénoïque (EPA, C20:5 n-3). Peu d'études portent sur l'acide docosapentaénoïque n-3 (DPA n-3, C22:5 n-3), qui n'est pas disponible commercialement en quantité suffisante pour les études in vivo. Cet acide gras est un intermédiaire entre l'EPA et le DHA dans la voie de conversion des acides gras polyinsaturés n-3 à partir de l'acide α-linolénique (ALA, C18:3 n-3). Il pourrait être d'intérêt tant pour sa capacité à se rétroconvertir en EPA ou se convertir en DHA, principalement dans le foie; et pour ses effets physiologiques spécifiques potentiels. A notre connaissance, aucune étude n'a observé globalement l'enrichissement tissulaire en AGPI n-3 et le métabolisme des acides gras quand le DPA a été supplémenté in vivo.L'objectif de cette étude est donc d'examiner l'effet de la supplémentation en DPA à une dose physiologique sur la composition des tissus chez le rat afin d'orienter les futures études vers la recherche d'effets physiologiques.MéthodesLa DPA a été purifiée par chromatographie liquide préparative. Deux groupes de rats mâles Sprague Dawley (n = 8 / groupe) ont été nourris avec un régime lipidique à 10% en masse supplémenté avec 0,5% de DPA des acides gras totaux (AGT) et contenant de l'ALA (2,3% des AGT, rapport n-6 / n-3 = 5). La composition en AGT de 20 tissus a été étudiée par chromatographie en phase gazeuse couplée à un spectromètre de masse. Les deux groupes ont été comparés par le test t de Student (p

We aimed to investigate whether dietary n-3 PUFA, in Prim‘Holstein dairy cattle in lactation, could influence reproductive performance in terms of embryo production. We showed that n-3 PUFA-enriched diet had a tendency to increase the average number of oocyte-cumulus complexes recovered per cow per OPU session. A tendency to increase the average numbers per cow per OPU session of blastocysts and expanded blastocysts with significantly increase of blastocysts of quality 1 and 2 were noted in the n-3 group compared to the n-6 group. Similarly, the rate of blastocysts, expanded blastocysts and blastocysts of quality 1 and 2 were significantly increased in the n-3 group compared to the n-6 group. We also showed that the addition of docosahexaenoic acid (DHA, C22:6 n-3) at low concentration (1µM) during IVM of bovine oocytes increased cleavage rate, blastocyst rate and embryo quality. DHA and free fatty acid receptor 4 (FFAR4) agonist TUG-891 (1 or 5 µM) supplied during IVM similarly improved in vitro embryo development, suggesting that FFAR4 may, at least partially, mediate DHA beneficial effects on OCC, through activation of signaling pathways., Ce travail a pour objectif d'étudier les effets d’une supplémentation en acides gras polyinsaturés (AGPI) n-3 à longues chaînes sur la production d’embryons chez les vaches laitières. Le régime enrichi en AGPI n-3 a eu tendance à augmenter le nombre moyen des complexes ovocyte-cumulus récupérés par vache par session d’OPU par rapport au groupe témoin AGPI n-6. Une tendance à augmenter le nombre moyen par vache par session d’OPU de blastocystes et de blastocystes expansés avec une augmentation significative de blastocystes de qualité 1 et 2 ont été notés dans le groupe n-3. De même, les taux de blastocystes, de blastocystes expansés et de blastocystes de qualité 1 et 2 ont été significativement augmentés dans le groupe n-3. Nous avons aussi montré que l’addition d’acide docosahexaénoïque (DHA, C22:6 n-3) à une faible concentration (1μM) pendant la maturation in vitro des ovocytes bovins augmente significativement le taux de clivage et le taux et la qualité de blastocyste. La stimulation de FFAR4 (free fatty acid receptor 4), au cours de la MIV, par un agoniste spécifique (TUG 891), a entrainé des effets bénéfiques similaires à ceux du DHA (1μM) sur la compétence ovocytaire. Cela suggère que l’effet bénéfique du DHA pourrait passer, au moins partiellement, par l’activation du FFAR4.

Over the last decades, many studies have demonstrated the beneficial effects of Docosahexaenoic acid (DHA) on human health. Nevertheless, most of these studies have been performed using DHA as a purified compound rather than as an ingredient of real and complex food matrices. However, the DHA -food matrix interaction could deeply impact on its digestibility and bioaccessibility, and hence, on its bioavailability and effectiveness. The objective of this study was to determine to what extent the food matrix structure impacts the kinetics of DHA during digestion and its final bioavailability under in vivo conditions.Three different DHA-enriched egg products with exactly the same composition but different structure (mousse, omelet and hard-boiled egg) were given to 9 pigs fitted with a T-shaped cannula at duodenal level and a jugular venous catheter. After being fed with each food matrix, blood and duodenal effluents were collected over time. DHA content in plasma and duodenal effluents was measured by GC. Additionally, total and free NH2, the degree of proteolysis and pH evolution in the duodenal samples were also determined The results concluded that the structure of the food matrix had a clear impact on both the kinetics of digestion and the final bioavailability of DHA. The mousse appeared to have been digested significantly faster than the solid omelet and hard-boiled egg. In the two latter, even 7h 30 min after the ingestion, relatively high amounts of DHA were detectable in the duodenal effluents. Proteins had a similar behavior than DHA regarding gastric emptying. The mousse, probably because of its foamy-liquid structure, allowed an easier and faster access of pancreatic and gastric enzymes, leading to a higher degree of proteolysis than the solid matrices. Finally, the bioavailability of DHA was higher after the ingestion of the omelet than for the mousse and the eggs. Acknowledgements: The authors participate in the FP7 EU Project PATHWAY-27 “Pivotal Assessment of the Effects of Bioactives on the Health and Wellbeing, from Human Genome to Food Industry” (grant agreement no. 311876)

Docosahexaenoic acid (DHA; 22: 6 omega-3) is highly enriched in the brain and is required for proper brain development and function. Its deficiency has been shown to be linked with the emergence of neurological diseases. Dietary omega-3 fatty acid supplements including DHA have been suggested to improve neuronal development and enhance cognitive functions. Findings suggested that DHA is better incorporated into the brain when esterified at the sn-2 position of a lysophosphatidylcholine (LysoPC-DHA). AceDoPC (R) is a structured phospholipid or acetyl-LysoPC-DHA. As previously shown for LysoPC-DHA, AceDoPC (R) is a specific and preferred carrier of DHA to the brain. When AceDoPC (R) was injected to rats that were subjected to an ischemic stroke, it prevents the extension of brain lesions. Regarding the essential role of DHA for cerebral functions, targeting the brain with specific carriers of DHA might provide novel therapeutic approaches to neurodegenerative diseases., Captage sélectif du DHA par le cerveau à partir d’un phospholipide structuré, l’AceDoPC®. L’acide docosahexaénoïque (22:6v-3,DHA) est l’acide gras le plus abondant de la sphère cérébro-vasculaire et il est nécessaire au développement cérébral et à l’apprentissage. Par ailleurs, unediminution de la concentration cérébrale en DHAest observée chez les patients souffrant de maladies neurodégénératives. Différentes études réalisées chez l’animal et l’Homme suggèrent qu’un apport nutritionnel adéquat en acides gras polyinsaturés v-3 et surtout en DHA peut prévenir le déclin cognitif et atténuer les perturbations physiologiques du cerveau associés à l’âgeouauxmaladiesneurologiques.LeDHApeut être apporté aucerveau sousdifférentes formes, la lysophosphatidylcholine (LysoPC) possédant duDHAen position sn-2 étant une forme d’apport privilégiée et spécifique deDHAau cerveau. L’AceDoPC® est un phospholipide structuré correspondant à l’acétyl-LysoPCDHAqui est une forme stabilisée de la forme physiologiqueLysoPC.Nos étudesmontrent que l’AceDoPC® est un transporteur privilégié et spécifique du DHA au cerveau comme la forme physiologique LysoPC. Nous montrons des effets neuro-protecteurs de l’AceDoPC® sur un accident vasculaire cérébral induit chez le rat avec une réduction significative de la taille des lésions. En considérant les rôles essentiels du DHA pour le cerveau, cette nouvelle approche de ciblage cérébral du DHA offre des perspectives prometteuses dans le développement de stratégies préventives et thérapeutiques pour les maladies neurologiques.

Docosahexaenoic acid (DHA, 22:6n-3) is an essential omega-3 polyunsaturated fatty acid (PUFA). It is specifically enriched in the brain and the retina and it is required for visual acuity, proper brain development and cerebral functions. While DHA deficiency in the brain was shown to be linked to the emergence of cerebral diseases (i.e. Alzheimer’s disease or Parkinson’s disease), studies showed that a dietary intake of omega-3 PUFA could prevent or attenuate neurologic disturbances linked with ageing or neurodegenerative diseases. In this context, it is primary to deliver DHA efficiently to the brain. Targeting the brain with DHA might offer great promise in developing new therapeutics for neurodegenerative diseases. The French host laboratory previously synthesized a stabilized form of lysophosphatidylcholine-DHA, which is main vector of DHA transportation to the brain, of structure 1-acetyl,2-docoshexaenoyl-glycerophosphocholine, patented and named AceDoPC®. Injection of AceDoPC or DHA after experimental ischemic stroke showed that both molecules also had neuroprotective effects. These potential neuroprotective effects are expected to be due, in part, to DHA conversion into oxygenated metabolites. This study aims to investigate the beneficial effects of DHA and its derived metabolites either unesterified or esterified within structured phospholipids on a model of neurogenesis in vitro under physiological or pathological conditions. The first objective of this work was then to synthesize the DHA-containing structured phospholipid AceDoPC®, DHA oxygenated derivative protectin DX (PDX) and a novel structured phospholipid of protectin: 1-acetyl,2-protectinDX-glycerophosphocholine (AceDoxyPC). The second objective was to investigate the effects of DHA, AceDoPC and PDX on neurogenesis using an in vitro model of neurogenesis, namely cultures of neural stem progenitor cells (NSPCs) derived from the adult mouse brain under physiological or pathological conditions (ischemic conditions). Following this, the third objective of this work was to identify the mechanisms involved in such response to stress induced under pathological conditions. Synthesis of the novel structured phospholipid AceDoxyPC was successfully performed by double enzymatic lipoxygenation of AceDoPC and identification of the product was possible using advanced techniques of liquid chromatography (LC)/electrospray ionization (/ESI)/mass spectrometry (/MS). Future studies on this potential neuroprotective molecule transporter are to be investigated in the near future. Neurogenesis study of cell cultures with AceDoPC showed enhanced neurogenesis compared to addition of unesterified DHA or vehicle control, especially under pathological conditions. Preliminary studies of the potential mechanisms involved in neuroprotection hinted that AceDoPC neuroprotective and regenerative effects might be due in part to its anti-oxidative effects., L'acide docosahexaénoïque (DHA, 22:6n-3) est un acide gras polyinsaturé (AGPI) oméga-3. Il est particulièrement abondant dans le cerveau et la rétine et est nécessaire pour le bon développement et fonctionnement du cerveau. Tandis qu'une déficience en DHA a été montrée être liée à l'émergence de maladies cérébrales (i.e. maladie d'Alzheimer ou maladie de Parkinson), des études ont également montré qu'un apport alimentaire en AGPI oméga-3 pouvait empêcher ou atténuer les perturbations neurologiques liées au vieillissement ou aux maladies neurodégénératives. Il est alors primordial de transporter efficacement le DHA au cerveau. Le laboratoire français a synthétisé auparavant une forme stabilisée de la lysophosphatidylcholine-DHA, qui est le vecteur principal d'apport de DHA au cerveau, de structure 1-acétyl,2-docosahexaénoyl-glycérophosphocholine, brevetée et nommée AceDoPC®. L'injection d'AceDoPC ou de DHA après un accident vasculaire cérébral ischémique provoqué expérimentalement a montré que ces deux molécules étaient neuroprotectrices. Ces effets sont supposés être dus en partie à la conversion du DHA en métabolites oxygénés. Notre étude vise à examiner les effets du DHA et de ses métabolites dérivés, estérifiés ou non dans des phospholipides structurés sur un modèle de neurogenèse in vitro en conditions physiologiques ou pathologiques. Le premier objectif de ce travail a été de synthétiser le phospholipide structuré contenant du DHA, l’AceDoPC®, la protectine DX (métabolite oxygéné du DHA), et un nouveau phospholipide structuré contenant la protectine: 1-acétyl,2-protectine DX-glycérophosphocholine (AceDoxyPC). Le second objectif était d’étudier les effets du DHA, de l'AceDoPC et de la PDX sur la neurogenèse en utilisant un modèle in vitro de neurogenèse, constitué de cultures de cellules souches progénitrices neurales (NSPCs) dérivées de cerveaux de souris adultes, dans des conditions physiologiques ou pathologiques (ischémiques ici). Enfin, le troisième objectif de cette thèse a été d'identifier les mécanismes impliqués dans la réponse des cellules aux conditions ischémiques. La synthèse du phospholipide structuré AceDoxyPC a été réalisée avec succès par une double lipoxygénation enzymatique de l'AceDoPC, et l'identification du produit a été possible grâce à l'utilisation de techniques avancées de chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse (LC/ESI/MS). De futures études sur ce transporteur de molécule neuroprotectrice potentielle doivent être réalisées prochainement. Les cellules incubées en présence d’AceDoPC présentent une augmentation de neurogenèse comparativement à celles cultivées avec addition de DHA non estérifié ou du véhicule contrôle, notamment sous conditions pathologiques. Les études préliminaires des mécanismes potentiellement impliqués dans la neuroprotection indiquent que les effets neuroprotecteurs et régénératifs de l'AceDoPC pourraient être en partie dus à des effets anti-oxidants.

Selected Oral Communication- Cécile Gladine (INRA, France)Selected Oral Communication- Cécile Gladine (INRA, France); Whereas the anti-inflammatory properties and mechanisms of action of long chain. 3 PUFAs have been abundantly investigated, research gaps remain regarding the respective contribution and mechanisms of action of their oxygenated metabolites collectively known as oxylipins. A dose-dependent and comparative study was conducted using human primary macrophages. The aim was to compare the anti-inflammatory activity of two types of DHA- derived oxylipins including protectins (NPD1 and PDX), formed through lipoxygenase pathway and the neuroprostanes (14-A4t- and 4-F4t-NeuroP) formed through free-radical mediated oxygenation and suspected to be new anti-inflammatory mediators. Considering the potential ability of these lipid mediators to bind PPARs and knowing the central role of PPARs in the regulation of macrophage inflammatory response, transactivation assays was performed to compare the ability of protectins and neuroprostanes to activate PPARs. All molecules significantly reduced LPS-stimulated expression of cytokines but not at the same doses. Notably, NPD1 showed the most effect at 0.1 µM (IL-6:-14.9%, p

Effects of docosahexaenoic acid on bovine granulosa cells in vitro: involvement of FFAR4 receptor. 2. Journées du GdR 3606 Repro

Background Supplementation of bovine oocyte-cumulus complexes during in vitro maturation (IVM) with 1 μM of docosahexaenoic acid (DHA), C22:6 n-3 polyunsaturated fatty acid, was reported to improve in vitro embryo development. The objective of this paper was to decipher the mechanisms of DHA action. Results Transcriptomic analysis of 1 μM DHA-treated and control cumulus cells after 4 h IVM showed no significant difference in gene expression. MALDI-TOF mass spectrometry analysis of lipid profiles in DHA-treated and control oocytes and cumulus cells after IVM showed variations of only 3 out of 700 molecular species in oocytes and 7 out of 698 species in cumulus cells (p