Fibronectin type III domain-containing (FNDC) : facteurs clés dans le métabolisme énergétique et les fonctions ovariennes chez la vache ?

Abstract

La sélection génétique pour la production laitière a induit une diminution de la fertilité de la vache laitière. Au début de la lactation, les besoins énergétiques dépassent la consommation d’énergie et la vache rentre en bilan énergétique négatif (BEN). Cela induit une mobilisation du tissu adipeux, suivi, en cas de fort BEN d’une mobilisation du muscle squelettique. Les tissus adipeux et musculaire sécrètent des adipokines et des myokines, respectivement, connues pour réguler les fonctions du follicule ovarien. Plus récemment, une famille d’adipokine-myokine a été caractérisée : Fibronectin type III domain-containing (FNDC). Cependant, le rôle de cette nouvelle famille dans le BEN et la fertilité n'avait, à ce jour, pas été étudié. L’hypothèse générale de cette thèse est que les FNDCs altèrent les fonctions ovariennes. Nous avons démontré ici que l’expression génique de FNDC3A, FNDC3B, FNDC4 et FNDC5 dans le tissu adipeux était augmentée une semaine post-partum. Uniquement les concentrations plasmatiques de FNDC5/irisine étaient augmentées durant cette période et l’ajout d’irisine à des explants de tissu adipeux in vitro a augmenté la sécrétion de glycérol et l’expression génique de l’ATGL et de la LHS suggérant le rôle de l’irisine dans la lipolyse. Les FNDCs sont présents dans l’ovaire et l’injection d'irisine et de FNDC4 directement dans un follicule ovarien en croissance in vivo a provoqué une régression folliculaire. In vitro, l'irisine a modulé le métabolisme du glucose des cellules de la granulosa et de la thèque et altéré la stéroïdogenèse tandis que FNDC4 a augmenté le métabolisme du glucose des cellules de la granulosa et a modulé le métabolisme des acides gras des cellules de la granulosa et de la thèque bovines de manière insulino-dépendante. Enfin, FNDC3A a réduit la glycolyse et la sécrétion de progestérone IGF1-dépendante des cellules de granulosa. Ainsi, ces données indiquent que les FNDCs pourraient réguler la folliculogenèse en modulant la stéroïdogenèse et le métabolisme du glucose. Genetic selection for dairy production has led to a decrease of dairy cows’ fertility. At the beginning of the lactation, energy needs exceed energy consumption, and the cow enters a negative energy balance (BEN). This induces a mobilization of adipose tissue, followed, in case of high BEN, by a mobilization of skeletal muscle. Adipose and muscle tissues secrete adipokines and myokines, respectively, known to regulate ovarian follicle functions. More recently, a family of adipokine-myokine has been characterized: Fibronectin type III domain-containing (FNDC). However, the role of this new family in BEN and fertility has not been studied to date. The general hypothesis of this thesis is that FDNCs affect ovarian function. We demonstrated herein that the gene expression of FNDC3A, FNDC3B, FNDC4 and FNDC5 in adipose tissue was increased one week postpartum. Only plasma concentrations of FNDC5/irisin were increased during this period and the addition of irisin to adipose tissue explants in vitro increased glycerol secretion and gene expression of ATGL and LHS suggesting the role of irisin in lipolysis. The FNDCs are present in the ovary and injection of irisin and FNDC4 directly into a growing ovarian follicle in vivo caused follicular regression. In vitro, irisin modulated glucose metabolism of granulosa and theca cells and impaired steroidogenesis in vitro while FNDC4 increased glucose metabolism of granulosa cells and modulated fatty acid metabolism of granulosa and theca cells in an insulin-dependent manner. Finally, the addition of recombinant FNDC3A reduced glycolysis and IGF1-dependent progesterone secretion of granulosa cells. Taken together, these data suggest that FNDCs regulate folliculogenesis by modulating ovarian steroidogenesis and glucose metabolism.