Impact of a high fat high sucrose maternal diet during preconception, gestation and lactation on progeny's olfactory physiology : experimental study in mice

L’alimentation maternelle conditionne la santé métabolique et cardiovasculaire de la progéniture, mais l’impact sur les systèmes sensoriels reste peu étudié. L’olfaction joue un rôle comportemental crucial pour l’évitement des dangers et pour la prise alimentaire. Dès le plus jeune âge, les odeurs participent à l’établissement des préférences alimentaires, qui influencent les habitudes alimentaires de l’adulte. Le système olfactif repose sur le fonctionnement de neurones qui se développent pendant la vie embryonnaire, continuent leur maturation après la naissance et sont continuellement régénérés au cours de la vie. Ces neurones sont en permanence modulés par les facteurs métaboliques. Les patients atteints de troubles métaboliques ont plus de risques de présenter des altérations de la perception des odeurs, et l’exposition à une alimentation de type obésogène ou diabétogène induit des perturbations olfactives chez le rongeur.Le but de cette thèse était d’explorer les effets d’une exposition périnatale au gras et au sucre, à travers l’alimentation maternelle pendant les périodes de préconception, gestation et lactation, sur la physiologie olfactive de souris juvéniles.L’alimentation grasse et sucrée (high-fat high-sucrose, HFHS) a modifié la composition lipidique du lait maternel. La caractérisation métabolique des petits a révélé un surpoids, un excès de masse grasse épididymaire et une hyperleptinémie chez les petits provenant d'une mère sous alimentation HFHS. Les capacités olfactives évaluées lors d'un test de nourriture enfouie et par mesure du comportement de flairage induit par les odeurs étaient altérées chez les petits dont la mère a été exposée à l'alimentation HFHS. Cependant, nos résultats n’ont pas montré de modification de la sensibilité de l’épithélium olfactif (EO) ou de l’expression des gènes codant pour les éléments de la cascade de transduction olfactive. L’exploration du traitement central du signal olfactif a révélé un impact de l’alimentation maternelle HFHS sur le degré de ramification dendritique des interneurones du bulbe olfactif. En revanche, l’activation des neurones dans le cortex piriforme après une exposition odorante n’était pas modifiée.Ainsi, l'alimentation maternelle HFHS pendant les périodes de développement des petits induit chez les mâles des altérations de la perception olfactive, sans perturbation de la détection des odeurs par l'EO, mais associées à des modifications neuronales dans les structures olfactives centrales. La leptine, hormone métabolique connue pour son action sur l’olfaction et sur le développement neuronal, pourrait être à l’origine de ces déficits olfactifs.The influence of maternal diet on progeny’s health has been thoroughly investigated regarding metabolic and cardiovascular diseases, but the impact on sensory systems remains unknown. Olfaction is of great behavioral importance for avoiding hazards and for feeding behavior. In childhood especially, olfaction participates in establishing food preferences, which partly determine adult eating habits. The olfactory system is made of sensory neurons that develop during the embryonic life, pursue their maturation after birth and are continuously regenerated over life. Olfactory neurons activity can be modulated by metabolic factors. Patients with metabolic disorders are at risk of impaired olfactory sensitivity. Adult mice exposed to an obesogenic or diabetogenic diet exhibit disrupted olfactory behavior.The aim of this thesis was to investigate the effect of a perinatal exposure to fat and sugar, through maternal diet during preconception, gestation and lactation, on the olfactory system of young mice.Maternal high fat high sugar (HFHS) diet modified milk lipids composition. When investigating pups’ metabolic phenotype, overweight, increased epididymal fat and hyperleptinemia were revealed in pup’s born from dams fed with the HFHS diet. Olfactory abilities were assessed in a buried food test and by measuring odor-induced sniffing behavior and were disrupted in the progeny of HFHS diet fed dams. However, olfactory epithelium sensitivity and gene expression of constituents of the olfactory transduction cascade were not affected by maternal HFHS diet. When investigating olfactory central processing, dendritic complexity of interneurons in the olfactory bulb was found to be affected by maternal HFHS diet. Meanwhile, neuronal activation in piriform cortex was not altered.These results show that maternal HFHS diet during pups’ development alters olfactory perception in male progeny, without impairing odor detection by the OE, and associated with neuronal modifications in olfactory central areas. Leptin is a metabolic hormone known to influence olfaction and neurons development which could have induced the olfactory defects