Effects of maternal prenatal undernutrition on the energy metabolism regulation of adult male offspring : focus on hypothalamus and adipose tissue

Des données épidémiologiques indiquent qu’une dénutrition maternelle prénatale (DMP) induit un retard de croissance intra-utérin (RCIU) et prédispose la descendance au développement d’un syndrome métabolique (SM). Afin de comprendre les mécanismes impliqués dans la mise en place du SM, nous avons développé un modèle de restriction alimentaire de 70 % chez le rat pendant toute la gestation : le modèle FR30. Nos travaux montrent que la DMP augmente la sensibilité de la descendance mâle au développement de certains traits du SM tels qu’une hypertension modérée, une hyperleptinémie sans phénotype d’obésité, une hypercorticostéronémie, une perturbation de la régulation de la glycémie, une hyperphagie et de subtiles altérations des projections neuronales à POMC. Notre objectif a été ensuite d’identifier les mécanismes programmés par la DMP chez la descendance mâle FR30 adulte au niveau de l’axe hypothalamo-adipocytaire (HA). Basé sur la théorie de la programmation fœtale, nous avons tenté d’exacerber les perturbations métaboliques observées et/ou silencieuses par un régime hyperlipidique (HF) dès le sevrage. Bien que la DMP n’exacerbe pas les traits de SM induits par le régime HF, les rats FR30HF ont une prise de poids plus importante, une masse de dépôts adipeux augmentée, un taux de leptine plus important et une absence d’augmentation des glucocorticoïdes circulants suite au jeûne. Nous avons montré que le tissu adipeux présente de fortes variations d’expression génique différentes en fonction des dépôts adipeux, contrairement à l’hypothalamus. Nos travaux suggèrent donc que l’axe HA constitue l’une des cibles privilégiées de la programmation fœtale suite à une DMP.Epidemiological studies have shown that maternal undernutrition during pregnancy (MU) leads to intrauterine growth retardation and may predispose individuals to the development of metabolic syndrome. In order to better understand the underlying mechanisms, we have developed a model of prenatal maternal 70% food-restricted diet throughout gestation in pregnant female rats called FR30. Our results show that MU increases the vulnerability to some metabolic syndrome features in adult male rat offspring such as mild hypertension, hyperleptinemia without obesity, hypercorticosteronemia, impaired glucose intolerance and hyperphagia and subtle alterations of POMC hypothalamic neurons projections. Our goal was then to identify tissue mechanisms programmed by MU in FR30 adult male offspring hypothalamic-adipose axis (HA). Based on the developmental origins of the metabolic syndrome, we attempted to heighten visible and/or silent metabolic alterations observed under standard diet by feeding FR30 rats a high fat (HF) diet since the weaning. Although MU does not worsen the metabolic syndrome features induced by postnatal HF feeding, FR30 adult rats gain more weight, exhibit greater body fat content, a rise of serum leptin levels and a blunted increase of corticosterone levels. FR30 MU does not significantly affect the hypothalamic mRNA levels whereas it leads to marked gene expression variation in WAT in depot-specific and diet-specific manners. Our results suggest that the HA tissue axis is one of the key targets of MU fetal programming in adult male rat offspring