Dissertations / Theses on the topic 'Foie – Métabolisme – Maladies'

La maladie de Crigler-Najjar est une affection rare du métabolisme hépatique liée à un déficit partiel ou total de l'activité de l'enzyme UGT1A1 conjuguant la bilirubine. La maladie se manifeste dans les premières heures suivant la naissance par un ictère intense et persistant à bilirubine non conjuguée. Sur le plan clinique, les enfants atteints sont à risque élevé de lésions cérébrales irréversibles liées à des dépôts de bilirubine non-conjuguée dans les noyaux gris centraux (ictère nucléaire). Depuis la description de cette pathologie par Crigler et Najjar en 1952, des études moléculaires ont permis d'identifier le gène responsable. UGT1A1 est situé à l'extrémité du bras long du chromosome 2 et comporte 5 exons. Il existe deux formes de maladie de Crigler-Najjar : le type I dans lequel le déficit d'activité est complet et l’enzyme non inductible et le type II dans lequel le déficit est partiel et l’enzyme inductible. Au cours de ce travail, nous avons décrit plusieurs nouvelles anomalies de séquences responsables de maladie de Crigler-Najjar de type I ou de type II, tout en les resituant dans un contexte d’analyse de relations génotype-phénotype. Dans un deuxième temps, nous avons étudié plus particulièrement deux familles de malades ayant une présentation moléculaire particulière (premier cas d’isodisomie uniparentale paternelle du chromosome 2, caractérisation d'une large délétion dans le gène UGT1A1), soulignant ainsi l’importance de l’enquête familiale dans cette pathologie. Dans une dernière partie, nous avons caractérisé sur le plan moléculaire un effet fondateur pour la mutation c. 1070A>G dans la population tunisienne au sein de laquelle la maladie de Crigler-Najjar est particulièrement fréquente
Crigler-Najjar syndrome is a rare hepatic disorder due to partial or total deficiency of enzymatic activity of UGT1A1 involved in bilirubin conjugation. The disease manifests itself during the first hours of life by intense and persistent unconjugated hyperbilirubinaemia. Affected children are at high risk to develop brain non-reversible damages (kernicterus) due to bilirubin encephalopathy. Since 1952 and the description of this syndrome by Crigler and Najjar, molecular studies allowed to identify the gene. UGT1A1 gene is located on the terminal part of the chromosome 2 and is composed of 5 exons. Crigler-Najjar syndrome can take two forms: type I with complete and non-inducible enzymatic deficiency and type II with non-complete and inducible enzymatic deficiency. In this work, we have described new mutations responsible for Crigler-Najjar syndrome type I or II and we have analysed them in terms of phenotype-genotype correlations. Secondly we have studied two families with non-canonical presentation (first description of paternal isodisomy for chromosome 2, molecular characterisation of a large deletion in UGT1A1 gene), highlighting the importance of familial investigations in this syndrome. In the last part, we have molecularly characterised a founder effect for the mutation c. 1070A>G in the Tunisian population, in whom Crigler-Najjar syndrome is particularly frequent

Une perte de poids est une situation fréquemment rencontrée en médecine. Paradoxalement quand elle est involontaire (dénutrition, hypercatabolisme), la consommation d'oxygène du corps entier est augmentée. Cependant, les mécanismes biochimiques restent discutés. Nos résultats montrent que la restriction calorique s'accompagne d'une diminution de l'activité de la chaîne respiratoire et de la respiration de mitochondries hépatiques, proportionnelle à l'intensité de la restriction calorique et fortement corrélée au taux plasmatique de leptine. A l'inverse, chez le rat traité par dexaméthasone (modèle de dénutrition) il y a une augmentation de la fuite de protons des mitochondries hépatiques et une anomalie in vivo de la phosphorylation oxydative du muscle squelettique. Si ces modifications peuvent expliquer les variations du métabolisme de base, l'adaptation à la restriction calorique semble aussi capable de limiter la production de radicaux libres oxygénés
Weight loss is frequently observed in clinical practice. When weight loss is unwanted (undernutrition, hypercatabolism), whole body oxygen consumption is often increased, which is paradoxical in face of anorexia. Our results show that food restriction induces a decrease in liver mitochondrial respiration and respiratory chain activity, which is proportional to the intensity of the food restriction, and may be mediated by leptin concentrations. Conversely, an increase in liver basal proton leak and an impairment of in vivo oxidative phosphorylation in the skeletal muscle are observed in rats treated with dexamethasone, which is a model of acute undernutrition. These changes are likely to impact on resting metabolic rate, while adaptation to food restriction probably limits ROS production

La première partie du travail rapporté concerne l'étude de la compartimentation métabolique du glutamate et de la glutamine dans le foie de rat isolé et perfusé. Les résultats ont été obtenus grâce à l'utilisation de substrats enrichis en carbone-13, couplée à une détection par résonance magnétique nucléaire. Nous avons ainsi montré qu'il existe deux pools de glutamate, l'un dans la zone périportale et l'autre dans la zone périveineuse. La détermination des enrichissements spécifiques en carbone -13 a permis la quantification de ces pools. Parallèlement, des dosages biochimiques sur les extraits cellulaires ainsi que sur le perfusat excrété nous ont permis de préciser le rôle du métabolisme du glutamate, de la glutamine et de l'urée, en relation avec les phénomènes de détoxication des ions ammonium dans le foie. La deuxième partie du travail constitue une contribution aux développements technologiques et méthodologiques permettant l'utilisation de la spectroscopie de résonance magnétique (SRM) dans le domaine clinique. Nous avons élaboré des antennes de radiofréquence de grandes dimensions pour l'observation de différents noyaux : une antenne 31P/1H (1,5T), et une antenne 13C/1H (2T). Parallèlement, des séquences multivolumes d'imagerie spectroscopique 2 dimensions ont été développées. Nous avons ainsi enregistré des spectres de SRM d 31P du foie parfaitement localisés. La comparaison des résultats d'investigations sur des volontaires sains et sur des patients atteints de pathologies diverses montre des différences significatives. Des spectres de SRM du 13C avec découplage des protons ont pu être obtenus sur des volontaires (après calcul de la puissance déposée et de l'échauffement du tissu). Pour la première fois, des spectres de SRM du 13C, localisés à l'aide d'une séquence d'imagerie spectroscopique dans le foie chez l'homme, ont pu être enregistrés à 2T
The first part of this work concerns the study of the metabolic compartmentation of glutamate and glutamine in the isolated and perfused rat liver. The results are obtained by using 13C enriched substrates, coupled with nuclear magnetic resonance detection. Thus, we have shown the existence of two glutamate pools, one in the periportal zone and the second in the perivenous zone. The quantification of these pools can be peformed by 13C specific enrichments determination. In the same way, biochemical assays on cellular extracts and excreted perfusate have specified the role of glutamate, glutamine and urea in the ammonium ions detoxification phenomenon in the liver. The second part of this work contributes to technological and methodological developments in the clinical use of magnetic resonance spectroscopy (MRS). Large radiofrequency coils have been elaborated to observe different nuclei : a 31P/IH coil (2T). In the same way, 2 dimension spectroscopic imaging sequences have been developed. Perfectly, localized 31P MRS spectra were performed. The comparison of investigation results on healthy volunteers and patients with various pathologies have shown significant differences. 13C MRS spectra with proton decoupling, were performed on volunteers (aftter power deposition and tissu heating calculation). 13C human liver spectra were performed at 2T for the first time by using spectroscopic imaging sequence

"(. . . ) en déterminant le phénotype de 307 malades. Nous avons recherché le rôle de diverses pathologies hépatiques sur l'expression phénotypique du polymorphisme d'oxydation de type débrisoquine / spartéine : le diabète insulino-dépendant, l'hépatite virale aigüe, la cirrhose biliaire primitive, la cirrhose alcoolique et la pathologie liée à la transplantation hépatique. " (cit. P. 4)

La ferroportine transporte du fer hors des cellules sources (entérocytes et macrophages) vers le plasma. L’hepcidine est une protéine soluble, secrétée par le foie et régulateur négatif de la ferroportine. Une expression altérée de l’hepcidine est responsable de pathologies du métabolisme du fer. Nous avons mis en évidence, lors de la bêta-thalassémie, une corrélation entre une diminution de l’expression de l’hepcidine et l’augmentation de l’activité érythropoïétique, de manière indépendante du niveau d’ARNm des gènes régulateurs du métabolisme du fer. La diminution de la biodisponibilité plasmatique du fer, lorsque l’expression de l’hepcidine était augmentée par la surcharge en fer chez des souris, soulève la question de l’intérêt potentiel de la mesure de l’hepcidine chez des patients avec une surcharge en fer secondaire pour lesquels un traitement par phlébotomies est envisagé. Nos résultats chez la souris soulèvent des questions sur le rôle de la ferroportine dans la régulation du contenu en fer du foie. La régulation de la biodisponibilité du fer plasmatique par la ferroportine hépatique, par rapport à celle des autres organes sources de fer, reste à définir. En parallèle, l’impact de l’hepcidine au niveau du foie nécessite aussi d’être précisé
Erroportin export iron from providing cells (enterocytes and macrophages) to plamsa. Hepcidin is a soluble protein secreted by the liver and negative regulator of ferroportin. An altered expression of hepcidin is responsible for iron metabolism pathologies. We highlighted a correlation between a decrease of this expression and an increase of erythropoietic activity, independently of mRNA levels of iron metabolism genes. Decrease of plasmatic iron bioavailability when hepcidin expression was increased by iron overload in mice raises the question of the potential interest of hepcidin measurement in patients with secondary iron overload and for who a venesection treatment is considered. Our results in mouse raise questions on ferroportin role in liver iron content regulation. Plasmatic iron bioavailability regulation by hepatic ferroportin compared to ferroportin from other iron providing organs needs to be defined. In parallel impact of hepcidin at the liver level needs to be specified

L'incidence comparee de la fasciolose sur les activites metaboliques hepatiques et extrahepatiques a ete etudiee chez des rats infestes une, deux ou trois fois par une charge unitaire de 20 metacercaires de fasciola hepatica et abattus six semaines apres la derniere infestation. Au niveau hepatique, on enregistre une diminution significative du cytochrome p450 (36%), des activites monooxygenasiques: aminopyrine, benzphetamine, erythromycine n-demethylases ou aniline et benzo(a)pyrene hydroxylases (44 a 64%) chez les sujets mono-infestes. Cependant, certaines activites enzymatiques sont augmentees chez les rats tri-infestes. Concernant les enzymes de conjugaison, la p-nitrophenol glucuronyltransferase reste inchangee. Les cdnb et dcnb glutathion s-transferases, l'isoniazide et la sulfamethazine n-acetyltransferases sont diminuees de 34 a 50% chez les sujets mono-infestes et de 18 a 60% chez les rats bi- et tri-infestes. Au niveau renal, le fait majeur est l'augmentation du cytochrome p450 total et des activites de demethylation de la benzphetamine (28 a 83%) ou de conjugaison du cdnb au glutathion (26 a 31%) chez les rats infestes. . . .

Lorsquo;hepcidine (HEPC), un peptide initialement isolé pour ses propriétés antimicrobiennes, est aujourd 'hui fortement suspecté d'être une hormone clé du métabolisme du fer. Les mécanismes de son action et de sa régulation restent cependant encore à préciser. Notre travail nous a permis de caractériser plusieurs facteurs (C/EBP alpha, fond génétique, sexe) susceptibles d'influer, via la modulation de l'expression de l'ARNm de ce peptide, sur le métabolisme du fer et donc sur la sévérité du phénotype de l'hémochromatose génétique, pathologie où existe une anomalie de l'expression de l'ARNm codant ce peptide. Létude des mécanismes moléculaires de l'activité et de l'expression de HEPC est en passe de transformer notre compréhension de la régulation de l'homéostasie du fer et devraient mener à terme, à lémergence de nouvelles stratégies diagnostiques et thérapeutiques visant à améliorer la prise en charge des patients présentant des pathologies associées à des anomalies du métabolisme du fer.

Le foie est l’organe central de régulation de la vitamine A où se rend toute vitamine A apportée à l’organisme. C’est le lieu de stockage de 90% des réserves de l’organisme. Notre but final est de mieux comprendre chez l’homme le métabolisme de la vitamine A. Notre travail est une première approche de ces problèmes par le biais de l’exploration et du traitement d’enfants atteints de cholestase majeure, ne pouvant absorber la vitamine A amenée par l’alimentation et réalisant un véritable « modèle » de déficit chez l’humain. Notre travail comporte trois parties : 1) Méthodologique : deux nouvelles méthodes d’études des réserves vitaminiques de l’organisme sont présentes, l’une sur HPLC avec sur un même chromatogramme le rétinol et les rétinyl esters, méthode appliquée avec succès à des biopsies hépatiques, l’autre le relative dose response. Ce test est un moyen non invasif d’exploration des réserves hépatiques en vitamine A nécessitant un apport d’une petite quantité de vitamine au foie et deux prélèvements sanguins successifs. 2) Diagnostique : les méthodes sont appliquées à des enfants atteints de maladies hépatiques. Elles montrent que : - les enfants atteints de cholestases ont un déficit hématique en vitamine A (< 20 μg/g de foie) ; - le taux plasmatique n’est corrélé au taux hépatique que s’il est inférieur à 10 μg/100 ml ; - la concentration en rétinol et le pourcentage en rétinyl esters hépatiques sont constants dans l’espèce humaine ; - le relative dose response test est applicable à des enfants atteints de maladies hépatiques s’il est utilisé par voie intraveineuse. 3) Thérapeutique : les méthodes permettant de juger de l’efficacité de différentes thérapeutiques proposées et démontre que seule l’injection intramusculaire d’une solution aqueuse de 100. 000 UI de rétinyl palmitate restaure de façon rapide et fiable les réserves hépatiques. Le relative dose response test permet de juger de ce résultat. L’ensemble de ce travail montre que l’utilisation des méthodes modernes de dosage biochimique peut être un apport essentiel au diagnostic et au traitement de ces patients
The live is essential for storage (90 %) and regulation in Vitamin A Metabolism. Our work is divided in three parts: 1) Methodology: two methods are presented: A) on HPLC with determination of the retinol and the rétinyl ester on the same chromatogram; B) the relative dose response which is a non invasive method evaluation of liver stores. 2) Diagnosis: these methods are used in children with liver cholestasis. They show that: - children with chronic cholestasis are in a precarious nutritional status very early in life relative to liver reserves of vitamin A; - plasma vitamin A values, unless < 10 μg retinol/dl, are much less sensitive indicators of inadequate status; - liver retinol concentration and rétinyl ester percentage are constant in humans; - relative dose response test is used with success in children with liver disease by intravenous injection. 3) Treatment: - intramuscular injection of rétinyl palmitate in a water miscible solution increase to a normal level of the liver concentration. – Relative dose response test can be used for treatment evaluation. This work is an application to a medical problem of modern biochemical dosages

Le transfert de gène dans le foie pourrait représenter une alternative à la transplantation hépatique pour traiter certaines maladies métaboliques. Plusieurs vecteurs ont été décrits pour réaliser un transfert de gène, notamment des vecteurs rétroviraux dont l'intégration à l'ADN chromosomique permettrait une expression stable à long terme du transgène. L'intégration du vecteur rétroviral dans le génome des cellules n'est possible qu'au cours de la mitose. Par conséquent, ces vecteurs doivent être administrés au cours de la régénération hépatique induite, par exemple, par une hépatectomie partielle. Un autre obstacle qui doit être surmonté correspond au risque de dissémination extra-hépatique de ces vecteurs en particulier au niveau de cellules germinales, ce qui risquerait de modifier le patrimoine génétique constitutionnel de la descendance. Nous avons développé dans ce travail 3 axes de recherche concernant la régénération hépatique et le transfert de gène par vecteurs rétroviraux. Dans le premier, nous avons montré que la régénération hépatique ex vivo dans le système de foie isolé-perfusé en normothermie se développe de façon similaire à la régénération in vivo chez le rat, et que les foies perfusés ex vivo peuvent être transplantés avec succès. Dans le deuxième, nous avons montré que la perfusion de vecteurs rétroviraux par le tractus biliaire d'un foie de rat en régénération permettait une transduction très efficace des hépatocytes jusqu'à 59 ± 24%. Dans le troisième travail, nous avons cherché à éviter l'étape de perfusion ex vivo et à éviter le risque de dissémination systémique des vecteurs rétroviraux ; nous avons donc développé un système de perfusion in vivo-in situ du foie du rat en régénération, le foie étant exclu temporairement de la circulation splanchnique pendant la perfusion des vecteurs. Le taux moyen de transduction des hépatocytes était de 34 ± 19%. Ce modèle pourrait être compatible en terme d'efficacité et de sécurité avec la perspective d'une application clinique du transfert de gène.

La stéatose est une lésion hépatique rapportée avec de nombreux médicaments. Des études antérieures ont montré qu'une altération sévère de la β-oxydation mitochondriale des acides gras (mtFAO) conduit constamment à une accumulation de lipides dans le foie. Cependant, on en sait beaucoup moins sur le(s) mécanisme(s) de la stéatose induite par les médicaments en l'absence de dysfonction mitochondriale sévère, bien que des études antérieures aient suggéré l'implication d'une inhibition légère à modérée de la mtFAO, une augmentation de la lipogenèse de novo (LDN) et une altération de la sécrétion des very low-density lipoprotein (VLDL). L'objectif de notre étude, principalement réalisée dans la lignée cellulaire humaine HepaRG, était d'étudier ces 3 mécanismes avec 12 médicaments capables d'induire une stéatose chez l’homme : l'amiodarone (AMIO, utilisé comme contrôle positif), l'allopurinol (ALLO), la D-pénicillamine (DPEN), le 5-fluorouracile (5FU), l’indinavir (INDI), l’indométhacine (INDO), le méthimazole (METHI), le méthotrexate (METHO), la nifédipine (NIF), la rifampicine (RIF), le sulindac (SUL) et la troglitazone (TRO). Les cellules hépatiques ont été exposées à des médicaments pendant 4 jours avec des concentrations induisant une perte d'ATP cellulaire toujours inférieure à 30% par rapport aux témoins et ne dépassant pas 100xCmax. Parmi les 12 médicaments, AMIO, ALLO, 5FU, INDI, INDO, METHO, RIF, SUL et TRO ont induit une stéatose dans les cellules HepaRG. AMIO, INDO et RIF ont diminué le mtFAO. AMIO, INDO et SUL ont induit la LDN. ALLO, 5FU, INDI, INDO, SUL, RIF et TRO ont altéré la sécrétion des VLDL. Ces 7 derniers médicaments ont réduit les niveaux d'ARNm des gènes jouant un rôle majeur dans l'assemblage des VLDL et induit également un stress du réticulum endoplasmique (RE). Ainsi, en l'absence de dysfonction mitochondriale sévère, la stéatose induite par les médicaments peut être déclenchée par différents mécanismes, bien que l'altération de la sécrétion de VLDL semble plus fréquemment impliquée, peut-être en raison d’un stress du RE
Steatosis is a liver lesion reported with numerous pharmaceuticals. Prior studies showed that severe impairment of mitochondrial fatty acid oxidation (mtFAO) constantly leads to lipid accretion in liver. However, much less is known about the mechanism(s) of drug-induced steatosis in the absence of severe mitochondrial dysfunction, although previous studies suggested the involvement of mild-to-moderate inhibition of mtFAO, increased de novo lipogenesis (DNL) and impairment of very low-density lipoprotein (VLDL) secretion. The objective of our study, mainly carried out in human hepatoma HepaRG cells, was to investigate these 3 mechanisms with 12 drugs able to induce steatosis in human: amiodarone (AMIO, used as positive control), allopurinol (ALLO), D-penicillamine (DPEN), 5-fluorouracil (5FU), indinavir (INDI), indomethacin (INDO), methimazole (METHI), methotrexate (METHO), nifedipine (NIF), rifampicin (RIF), sulindac (SUL) and troglitazone (TRO). Hepatic cells were exposed to drugs for 4 days with concentrations inducing loss of cellular ATP always below 30% of the controls and not exceeding 100xCmax. Among the 12 drugs, AMIO, ALLO, 5FU, INDI, INDO, METHO, RIF, SUL and TRO induced steatosis in HepaRG cells. AMIO, INDO and RIF decreased mtFAO. AMIO, INDO and SUL enhanced DNL. ALLO, 5FU, INDI, INDO, SUL, RIF and TRO impaired VLDL secretion. These 7 drugs reduced the mRNA levels of genes playing a major role in VLDL assembly and also induced endoplasmic reticulum (ER) stress. Thus, in the absence of severe mitochondrial dysfunction, drug-induced steatosis can be triggered by different mechanisms, although impairment of VLDL secretion seems more frequently involved, possibly as a consequence of ER stress

Les horloges circadiennes permettent aux organismes de synchroniser leurs processus physiologiques avec les variations périodiques de leur environnement telles que le cycle jour-nuit ou les cycles de prise alimentaire . Il n'est donc pas étonnant que les horloges périphériques des mammifères soient sensibles aux signaux de nourriture et soient capables d'ajuster les processus métaboliques (stockage et utilisation des ressources énergétiques) en fonction du status nutritionnel de la cellule. Or, notre style de vie moderne est caractérisé par une grande flexibilité au niveau des comportements alimentaire (heure des repas variable, grignotage, alimentation grasse,...) et cela est corrélé avec une forte augmentation de l'incidence des maladies métaboliques accompagnée de dérèglements de l'horloge. En particulier, les régimes high-fat entrainant de l'obésité sont associés à une importante perte d'amplitude des gènes d'horloge mais les mécanismes sous-jascents restent peu compris. Afin d'étudier ces questions, nous avons construit un modèle mathématique décrivant le couplage entre l'horloge du foie et les senseurs métaboliques SIRT1 et AMPK. Notre modèle reproduit précisément les données d'expression des principaux gènes d'horloge ainsi que l'effet d'une dérégulation de SIRT1 ou de l'AMPK. Dans ce modèle, l'activité de l'AMPK est considérée comme une mesure directe de l'alternance entre prise alimentaire et jeûne. Pour cette raison, nous nous sommes intéressés à l'effet de perturbations du rythme d'AMPK sur l'expression des gènes d'horloge. Le modèle montre qu'un amortissement du rythme d'AMPK donne lieu à une forte baisse d'amplitude dans l'expression des principaux gènes d'horloge et des niveaux de NAD+ similaire à ce qui est observé en régime high fat (ad libitum). Cela suggère fortement que les dérèglements de l'horloge observés dans ces conditions peuvent en bonne partie être expliqués par l'amortissement de l'activité de l'AMPK.Par ailleurs, des résultats expérimentaux récents (Hatori 2012) suggèrent une corrélation entre restauration de l'amplitude des gènes d'horloge et protection contre l'obésité en régime high fat. Le modèle permet de simuler l'administration pharmacologique d'un agoniste de l'horloge et montre que , suite un amortissement du rythme d'AMPK, l''amplitude des gènes d'horloge peut être restaurée mais uniquement si l'agoniste est administré à un moment bien précis de la journée
To anticipate daily changes in their environment, most living organisms have evolved a circadian clock, which is synchronized to the diurnal cycle and orchestrates numerous biological functions. At organismal level, daylight is the main signal driving the clock. In multicellular organisms, however, clocks in peripheral organs respond to other cues. For example, the liver clock is primarily synchronized by fasting/feeding cycles and variations in the cellular metabolic state, as reflected by the NAD+/NADH and ATP/AMP ratios. To better understand the entrainment of peripheral circadian clocks by metabolic cycles, we have constructed a mathematical model of the mammalian circadian clock incorporating the metabolic sensors SIRT1 and AMPK. This model reproduces accurately experimental clock gene expression data from mouse liver in vivo and predicts correctly the effect of SIRT1 or AMPK loss-of-function. We used our mathematical model to investigate the response of the liver clock to various temporal patterns of AMPK activation, mimicking the effect of a normal diet, of fasting and of a high-fat diet feeding. Our results predict significant changes in clock gene expression and NAD+ time profiles between these situations. They suggest that the night peak in NAD+ level is due to circadian rhythms in NAMPT expression, while the day peak results from transient AMPK activation. Finally, we find that the loss of amplitude in expression rhythms observed when AMPK is depressed may be pharmacologically rescued using a timed REV-ERB agonist administration, suggesting strategies to fight against high fat diet-induced obesity

Le Retard de Croissance Intra-Utérin (RCIU) est associé à un risque accru de développer des pathologies cardio-métaboliques à long terme. De plus, des études suggèrent que la nutrition en période post-natale précoce pourrait moduler l’apparition de ces maladies. Afin d’étudier les mécanismes impliqués dans la programmation de ces pathologies, le laboratoire a développé un modèle de souris nées avec un RCIU induit par un régime hypo-protéique de la mère et dont la nutrition durant la lactation a été modulée en normalisant les portées afin d’induire une surnutrition, une nutrition normale ou une restriction alimentaire. La restriction durant la lactation des souriceaux RCIU semble les protéger de l’apparition de pathologies cardio-métaboliques. A l’inverse, la nutrition normale ou la surnutrition durant la lactation des souriceaux RCIU induit un surpoids dès l’âge de 1 mois, puis une résistance à l’insuline, une accumulation de lipides au niveau hépatique et une hypertension artérielle avec l’âge. La résistance à l’insuline est associée à une altération de la phosphorylation d’AKT dans le foie qui pourrait être favorisée par la diminution permanente des taux d’AKT. Cette baisse a été associée à une dérégulation au niveau de la marque d’histone stimulatrice H3K4me3. En outre, une augmentation de PTEN, l’inhibiteur d’AKT, pourrait aussi être impliquée via des mécanismes épigénétiques : une diminution de l’H3K4me3 a été associée des taux plus faibles de certains miARNs, dont le miARN19a qui cible PTEN de manière privilégiée. L’importance de ce miARN est en cours d’étude dans une cohorte humaine
Intra-Uterine Growth Retardation (IUGR) is associated with increased risk of cardio-metabolic diseases. Furthermore, previous studies also indicated that changing nutrition during the early post-natal period could worsen pathologies later on. In order to study mechanisms involved in programming of these pathologies, our laboratory developed a mouse model of IUGR- induced by feeding pregnant mice with an isocaloric/ low-protein diet - and whose nutrition during lactation was modulated by normalizing litter sizes to induce overfeeding, normal feeding or restriction. Restriction during lactation can protect IUGR mice from the development of cardio-metabolic pathologies even in aged mice. In contrast, both normal feeding or overfeeding during lactation exacerbate weight gain by 1 month of age onward, and induce an insulin resistance, a steatosis and an arterial hypertension with age. Molecular alterations of AKT phosphorylation in liver of mice were observed before the appearance of insulin resistance. Interestingly, this could be promoted by the permanent decrease in AKT protein levels that is associated with a decrease in the positive H3K4me3 histone mark in Akt promoter. Furthermore, an alteration in H3K4me3 levels was also observed in the promoter of microRNA17-92a cluster gene. miR-19a, a member of this cluster, is known to regulate PTEN translation, an AKT inhibitor. In agreement, post-transcriptional regulation of PTEN seems to be altered in adult IUGR-N and IUGR-O male mice. Currently, importance of this microRNA is studied in a human cohort

La stéatose est la pathologie hépatique la plus répandue dans le monde, touchant environ 25 % de la population générale et jusqu’à 80 % des personnes en surpoids ou obèses. Cette maladie se traduisant par l’enrichissement des hépatocytes en triglycérides, est considérée comme bénigne. Cependant, environ 20 % des personnes atteintes de stéatose développent une stéatohépatite, pathologie caractérisée par une mort cellulaire et une inflammation et représentant un stade favorable au développement du carcinome hépatocellulaire. Les causes et mécanismes impliqués dans la progression de la stéatose vers la stéatohépatite sont encore à préciser. L’obésité, l’exposition aux contaminants environnementaux et la consommation d’alcool sont trois facteurs participant au développement des pathologies hépatiques. Pourtant, l’effet de l’interaction entre ces différents facteurs sur les pathologies hépatiques n’est pas connu. Dans ce contexte, cette thèse a eu pour objectif d’étudier l’impact d’une co-exposition au benzo[a]pyrène (B[a]P), un contaminant carcinogène environnemental, et à l’éthanol, utilisé à de faibles doses, sur les cellules hépatiques WIF-B9, présentant une stéatose préalable. Les résultats obtenus ont permis de démontrer qu’une telle exposition induit une progression de la stéatose hépatique vers un stade apparenté à une stéatohépatite, marquée par une augmentation de la mort cellulaire et de l’inflammation. Nous avons mis en évidence que la mort cellulaire résulterait de l’activation de p53 et d’une peroxydation lipidique. Une activation du récepteur aux hydrocarbures aromatiques et une production de monoxyde d’azote sont à l’origine de ces évènements via une modification du métabolisme de l’éthanol et du B[a]P conduisant à des dommages à l’ADN dépendants de la formation d’anion peroxynitrite
Steatosis is the most common form of liver disease in the world, affecting around 25 % of the general population and up to 80 % of obese people. The disease is defined by the accumulation of triglycerides in hepatocytes and is generally considered as a benign condition. However, around 20 % of people with steatosis develop steatohepatitis, a disease characterized by cell death and inflammation, a condition that favors the development of hepatocellular carcinoma. The causes and mechanisms involved in the progression from steatosis to steatohepatitis are yet not fully understood. Obesity, exposure to environmental contaminants and alcohol consumption are three major factors contributing to the development of liver diseases. However, is still not yet clear what is the effect of the interaction between these different factors on liver diseases. In this context, the aim of this study was to evaluate the impact of a co-exposure to benzo[a]pyrene (B[a]P), an environmental carcinogenic contaminant, and ethanol, used at low doses, in WIF-B9 hepatic cell line, with a prior steatosis . The results demonstrate that this type of co-exposition induces a progression of hepatic steatosis to a steatohepatitis-like stage, marked by an increased cell death and an inflammation. We have shown that in this condition, cell death results from the activation of p53 and lipid peroxidation. Activation of the aromatic hydrocarbon receptor and production of nitric oxide are the origin of these events by a modification of both ethanol and B[a]P metabolism leading to peroxynitrite-dependent DNA damage

Pour tous les patients souffrant d'une insuffisance hépatique aigue, il existe un besoin urgent de solutions alternatives à la transplantation du foie. En raison de divers facteurs, ces patients n'ont pas toujours accès à un organe et meurent dans l’attente d’une greffe. Il est donc impératif de trouver des alternatives viables à la transplantation du foie. Parmi les différentes alternatives apparues ces dernières années, notre groupe a principalement étudié le concept de foie bioartificiel. Il s'agit d'un dispositif de circulation extracorporelle équipé d'éléments artificiels (charbon actif et résine ionique) et d'éléments biologiques (biomasse hépatique) capables de soutenir l'organe défaillant. Ce dispositif a pour rôle de fournir les fonctions hépatiques, perdues à cause de la maladie, afin d'aider le patient à rester en vie jusqu'à ce qu'un organe soit disponible ou de favoriser la régénération naturelle du foie. Cette thèse retrace l'évolution de ces dispositifs au cours du temps, en décrivant leur principe de fonctionnement et les principaux résultats proposés par la littérature. Un accent est ensuite mis sur le développement de notre dispositif de suppléance hépatique et sur la voie scientifique qui a permis d'optimiser au mieux la biomasse hépatique. Ce travail a conduit à la mise au point d'un dispositif BAL prêt à l'emploi sur des modèles de petits animaux en insuffisance hépatique aigue
For all patients suffering of acute liver failure, there is an urgent need of alternatives to liver transplantation. Due to a variety of factors, those patients do not always have easy access to an available organ and die waiting for a transplant. Therefore, it is imperative to find viable alternatives to liver transplantation. Among the various alternatives that emerged in recent years, our group has mainly investigated the concept of bioartificial liver. It is an extracorporeal circulation device equipped with artificial elements (activated charcoal and ionic resin) and a biological element (hepatic biomass) capable of supporting the failing organ. This device has the role of providing hepatic functions, lost due to the disease, helping the patient to remain alive until an organ is available or, otherwise, capable of promoting natural liver regeneration. This thesis retraces the evolution of these devices over time, describing their principle of operation and the main results proposed by the literature. The focus is then moved on the development of our liver supply device and the scientific path that allowed optimizing the hepatic biomass at best. This thesis work led to the development of a ready-to-use BAL device on animal models of acute liver failure

Les résultats fondamentaux et biocliniques que nous présentons au travers de cette thèse illustrent la difficulté d’évaluer la part liée au virus et celle liée à des facteurs de l’hôte dans l’induction d’une stéatose hépatique chez les patients chroniquement infectés par le HCV. Les données in vitro suggèrent que le virus joue un rôle direct dans l’induction d’une stéatose, notamment par les propriétés de sa protéine de capside, et que la variabilité du virus peut avoir un impact sur l’intensité de cette stéatose. Notre étude bioclinique suggère que la variabilité du virus semble avoir un rôle beaucoup plus modéré in vivo. Ainsi, chez les patients chroniquement infectés par le HCV, les facteurs de l’hôte joueraient un rôle majeur pour moduler le degré de la stéatose associée au virus et de prochaines études seront nécessaires pour établir la nature de ces facteurs
The results presented in this thesis illustrate the difficulty of assessing the part related to the virus and that related to host factors in the induction of hepatic steatosis in patients chronically infected with HCV. In vitro data suggest that the virus plays a direct role in the induction of steatosis, due to the properties of its capsid protein, and that the variability of the virus can affect the intensity of the steatosis. Our bio-clinical study suggests that this variability seems to have a much more moderate impact in vivo. Thus, in patients chronically infected with HCV, host factors seem to play a major role to modulate the degree of steatosis associated with the virus. Further studies are needed to establish the nature of these factors

Le métabolisme du fer est un paradoxe, il est à la fois essentiel pour les êtres vivants mais délétère lorsqu'il est présent en excès. L'équilibre martial est maintenu par l'hepcidine, une hormone produite par le foie. La matriptase-2 est un inhibiteur de l'hepcidine. L'absence de matriptase-2 provoque la maladie IRIDA, caractérisée par une carence en fer et une anémie sévère. Dans cette étude, nous avons montré chez la souris, qu'une molécule supprimant l'hepcidine corrige l'anémie et la carence en fer lors de l'IRIDA. Ainsi, cette molécule pourrait être utilisée en thérapie. Dans ce travail, je me suis aussi intéressée au rôle du fer lors de la stéatose hépatique qui peut évoluer dans certain cas vers un stade plus sévère pour lequel aucun traitement existe. J'ai montré que l'hepcidine est augmentée dans cette maladie, piégeant le fer dans le foie, et pourrait, ainsi, constituer un facteur aggravant. La caractérisation de cette dérégulation m'a permis d'identifier une nouvelle cible thérapeutique prometteuse qui pourrait empêcher l'aggravation de cette maladie
Iron homeostasis is a paradox. It is both essential for living organisms but deleterious in excess. Iron balance is maintained by hepcidin, a hormone produced by the liver. Matriptase-2 is an inhibitor of hepcidin expression. The absence of matriptase-2 causes IRIDA, a disease characterized by a severe anemia and an iron deficiency. In this study, I showed in mice that a hepcidin-suppressing molecule corrects the iron deficiency and the anemia of IRIDA. Thus, this molecule could be used in therapy. In this work, I was also interested in the role of iron in fatty liver disease which can progress in some cases to a more severe stage for which no treatments are available. I have shown that hepcidin production is increased in this disease, resulting in liver iron retention that could be an aggravating factor. The characterization of this dysregulation has led to the identification of a promising new therapeutic target to prevent the disease progression

En France, la consommation excessive d’alcool est la première cause de cirrhose et de carcinome hépatocellulaire (CHC), devant les hépatites virales et le syndrome métabolique. En 2016, on recense près de 10 500 décès par cirrhose ou CHC, et ce malgré une diminution significative de la consommation per capita d’alcool depuis 1960 (26L en 1960, 11,7L en 2017).Les personnes consommant de l’alcool ont un risque de développer une maladie du foie liée à l’alcool (MFLA). Elle évolue du stade initial de stéatose vers des stades plus avancés de fibrose et de cirrhose, pouvant se compliquer d’une décompensation ou d’un CHC. Avant l’apparition des complications, la MFLA est une pathologie asymptomatique et nombre de patients sont diagnostiqués tardivement, ce qui a des conséquences sur leur pronostic vital.Mettre en place des actions précoces auprès des consommateurs excessifs d’alcool pourrait permettre de réduire la morbi-mortalité hépatique par l’évitement ou le diagnostic plus précoce des complications. L’évaluation du bénéfice éventuel de telles actions de santé publique nécessite d’une part de connaitre les différentes étapes conduisant au développement des complications et d’autre part l’impact des facteurs de risque sur la progression ; ce afin de pouvoir déterminer les populations à cibler. Parmi les facteurs de risque identifiés, le syndrome métabolique joue un rôle important. Ainsi pour comprendre les mécanismes d’évolution de la MFLA, il est nécessaire d’étudier en parallèle ceux conduisant à la stéatopathie métabolique.L’histoire naturelle de la MFLA est encore mal décrite, notamment pour les stades précédant la cirrhose. La modélisation mathématique offre un cadre conceptuel qui permet de remédier aux problèmes éthiques que poserait une étude de terrain sur l’évolution de la MFLA.Ce travail a pour objectif principal de reconstruire mathématiquement l’histoire naturelle de la MFLA et de prédire la morbi-mortalité associée. Les objectifs secondaires sont d’estimer l’incidence de cette pathologie et d’identifier la population à risque. Pour cela, nous avons développé un modèle de Markov qui simule la trajectoire de cohortes d’individus à partir du moment où ils débutent une consommation d’alcool à risque jusqu’à leur décès. Il intègre les principaux facteurs de risque décrits comme associés à la progression de la MFLA dans la littérature (sexe, âge, surpoids et obésité, quantité d’alcool, polymorphisme génétique). Les paramètres inconnus de progression sont estimés par une méthode de rétrocalcul.Trois étapes ont été nécessaires pour alimenter et calibrer ce modèle : 1) caractériser la mortalité par cirrhose décompensée et par CHC liée à la consommation d’alcool ou au syndrome métabolique à partir des données fournies par Programme de Médicalisation des Systèmes d’Information ; 2) mettre en place un modèle de Markov sur des données d’hospitalisation de consommateurs excessifs pour estimer la progression de la fibrose; 3) mettre en place un modèle de Markov sur des données d’enquêtes réalisées en population générale française pour estimer le processus d’entrée dans une consommation à risque d’alcool ou de l’apparition du surpoids et de l’obésité.En conclusion, ce travail est le premier à caractériser la progression de la MFLA en population générale française. Il s’appuie sur des données épidémiologiques robustes auxquelles un éclairage nouveau est apporté. Les outils développés pourraient servir à tester l’impact de politiques de santé publique qui pourraient être mises en oeuvre auprès des populations les plus susceptibles de développer des lésions hépatiques
In France, excessive alcohol consumption is the leading cause of cirrhosis and hepatocellular carcinoma (HCC), ahead of viral hepatitis and metabolic syndrome. In 2016, there were nearly 10,500 deaths by cirrhosis or HCC, despite a significant decrease in per capita alcohol consumption since 1960 (26L in 1960, 11.7L in 2017).Alcohol drinkers are at risk of developing alcohol-related liver disease (ALD). It progresses from the initial stage of steatosis to more advanced stages of fibrosis and cirrhosis, which may lead to complications: decompensation and HCC. ALD is an asymptomatic disease prior to the onset of complications, and many patients are diagnosed late with life-threatening consequences.Implementing early actions targeting excessive alcohol drinkers could help to reduce liver morbidity and mortality through the avoidance or earlier diagnosis of complications. The evaluation of the possible benefit of such public health actions requires, on the one hand, knowledge of the different stages leading to the development of complications and, on the other hand, knowledge of the impact of risk factors on progression, in order to be able to determine the populations to target. Among the risk factors identified, the metabolic syndrome plays an important role. Thus, in order to understand the mechanisms of evolution of ALD, it is necessary to study in parallel those leading to non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD).The natural history of ALD is still poorly described, especially for the stages preceding cirrhosis. Mathematical modeling provides a conceptual framework to overcome the ethical issues that would arise from a cohort study of the evolution of ALD.The main objective of this work is to mathematically reconstruct the natural history of ALD and to predict the associated morbidity and mortality. The secondary objectives are to estimate the incidence of this pathology and to identify the at-risk population. For this purpose, we developed a Markov model that simulates the trajectory of cohorts of individuals from the moment they start at-risk alcohol consumption until their death. It integrates the main risk factors described as associated with the progression of ALD in the literature (sex, age, overweight and obesity, amount of alcohol, genetic polymorphism). Unknown parameters of progression are estimated by a back-calculation method.Three steps were necessary to supply and calibrate this model : 1) characterize mortality by decompensated cirrhosis and HCC related to alcohol consumption or metabolic syndrome from data provided by the French National Hospital Discharge database; 2) set up a Markov model on hospitalization data of excessive consumers to estimate the progression of fibrosis; 3) implement a Markov model on survey data from the general French population to estimate the process of entry into at-risk alcohol consumption or the onset of overweight and obesity.In conclusion, this work is the first to characterize the progression of ALD in the general French population. It is based on robust epidemiological data to which new insights are provided. The developed tools could be used to test the impact of public health policies that could be implemented in populations most likely to develop liver damage

Les maladies du foies non-alcoholiques (NAFLD) représentent un large spectre de pathologies qui comprennent la stéatose ou la stéatohepatite non alcoolique (NASH). Avec un nombre de patients diagnostiqué en constante augmentation, les NAFLD sont devenues un problème majeur de santé publique dans le monde. Un hypothése de « multiples hits » à été décrite pour regrouper l’ensemble des dérégulations métaboliques associées à la transition de la stéatose vers la NASH. Cette étape est critique au cours de la pathogénèse des NAFLD. En effet dans le cas où la NASH n’est pas prise en charge, elle peut se transformer en une fibrose ou une cirrhose et finalement en un cancer hepatocellulaire (CHC). Ainsi, l’analyse des évènements précoces au cours des NAFLD sont essentiels pour comprendre son évolution vers des pathologies plus dommageables. Dans le foie, plusieurs populations de cellules sont impliquées dans le métabolisme et les fonctions hépatiques ainsi que dans la surveillance immunitaire. Parmi celles ci, le groupe 1 ILC est enrichie dans le foie et peut rapidement induire une réponse immunitaire en produisant des cytokines ou en induisant la mort cellulaire. Le groupe 1 ILC hépatique est composé des cellules NK (Natural Killers) et des ILC1 (Cellules Lymphoïdes Innées de type 1), deux populations de cellules qui partagent un phénotype semblable. Cependant, elles forment bien deux lignages distincts avec des caractéristiques uniques. Nous proposons donc d ‘étudier le(s) role(s) des cellules NK et des ILC1 au cours des étapes précoces des NAFLD.Dans cette étude, nous avons démontré les cellules NK et les ILC1 subissent des modifications hétérogènes au cours des étapes précoces des NAFLD. Alors que les ILC1 présentent une diminution de leurs marqueurs d’activation et d’inhibition et de production de granzyme B, nous détectons une accumulation de cellules NK produisant de l’interféron gamma (IFNg). Ces modifications sont induites rapidement au cours de la stéatose et sont même antérieures au recrutement et à l’activation d’autres cellules immunitaires du foie. Nous soulignons également l’importance du système immunitaire intestinal au cours de l’inflammation hépatique et proposons que la lamina propria de l’intestin puisse servir de réservoir de cellules NK au cours de ce processus. Finalement, nous avons démontré que l’IFNg, secrétée entre autre par les cellules NK induise des dommages au cours de la stéatose mais n’est pas impliquée dans le recrutement ou les modifications observées sur le groupe 1 ILC. Cette étude apporte de nouveaux éléments sur les étapes précoces des NAFLD ainsi que le rôle du groupe 1 ILC au cours de l’inflammation hépatique. Cette étude souligne également l’importance de la distinction entre les cellules NK et les ILC1 au cours des pathologies du foie
Non-alcoholic fatty liver diseases (NAFLD) is a spectrum of liver pathologies that encompass diseases such as steatosis or non-alcoholic steatohepatitis (NASH). With a constant increase of patients diagnosed, NAFLD is becoming a major concern of public health worldwide. A “multiple hits” hypothesis has been described to regroup the metabolic disorders that are associated with the transition from steatosis to NASH. This transition is a critical step during NAFLD pathogenesis as untreated NASH can further develop into fibrosis, cirrhosis and ultimately to hepatocellular carcinoma (HCC). Thus, the analysis of early events occurring during during NAFLD is critical to understand its evolution to more severe pathologies. In the liver, diverse cell populations are involved in hepatic metabolism, function and immune surveillance. Among them, the group 1 ILC is enriched in the liver and can quickly induce an immune response by producing cytokines or inducing cell death. Hepatic group 1 ILC is composed of Natural Killer (NK) cells and Innate Lymphoid Cells 1 (ILC1), two cell populations that share a similar phenotype. Nevertheless they constitute two distinct cell lineages that have unique features. Here we propose to study the roles of NK cells and ILC1 during the early stages of NAFLD.In this work, we demonstrated that NK cells and ILC1 diverge in phenotype and function during the early stages of NAFLD pathogenesis. While ILC1 showed a down-regulation of inhibitory markers and down-regulation of granzyme B, we detected an increase of interferon gamma (IFNg) secreting NK cells. These modifications were found shortly after the induction of steatosis and preceded other hepatic immune cell recruitment or activation. Our work highlighted the role of the immune intestinal populations during liver inflammation and identified the intestinal lamina propria as a potential source of NK cells during this process. Finally, we demonstrated that IFNg is inducing liver damage, but is not involved in hepatic group 1 ILC recruitment or modification in our model of steatosis.This study brings new insights on the early events of NAFLD and the role of hepatic group 1 ILC during liver inflammation. It also underlines the importance of distinguishing the roles of NK cells and ILC1 in liver pathologies

Le FibroTest (Brevet APHP-Sorbonne Université) est un marqueur quantitatif de la sévérité de la fibrose, largement validé chez les sujets avec les quatre maladies chroniques les plus fréquentes: les hépatites chroniques C et B, la maladie alcoolique du foie et la stéatose non alcoolique du foie (NAFLD). Sa valeur pronostique pour la prédiction des décès liés au foie a également été validée dans ces maladies à l'exception de la NAFLD, probablement en raison de la progression plus lente de la fibrose, et du fait de la plus grande fréquence des décès d'origine extra-hépatique et la plus faible incidence des décès d'origine hépatique par rapport aux autres causes virales ou alcooliques. L'objectif principal de la thèse a été de démontrer que la valeur pronostique à long terme (10 ans) du FibroTest pour la mortalité liée au foie était équivalente à celle obtenue pour les patients avec hépatite chronique C, la population la mieux validée. Grâce à la précocité d'utilisation du Fibrotest utilisé dès 1997 dans la cohorte prospective de la Pitié-Salpêtrière (projet FibroFrance) il a été possible sur 20 ans de suivre suffisamment de patients à risque métabolique pour valider les performances pronostiques du FibroTest qui étaient au moins égales à celles obtenues chez les patients avec hépatites chroniques virales C et B et les maladies alcooliques du foie. La moitié de la mortalité des maladies du foie étant due au cancer du foie, le deuxième objectif a été de construire et de valider en interne deux nouveaux marqueurs précoces prédictifs de ce cancer, HR1 et HR2 (brevets APHP-Sorbonne Université), chez les sujets avec maladies chroniques du foie, sans ou avec cirrhose initiale. Ces tests combinent l'apolipoprotéine-A1, l'haptoglobine, deux protéines "hépato-protectrices", avec la gammaglutamyl transférase, un marqueur simple et sensible de cytotoxicité. HR1 ne comprend pas de marqueur spécifique de cancer et HR2 utilise l'alpha-foetoprotéine. Nos travaux ont démontré que l'apolipoprotéine-A1 et l'haptoglobine ont une valeur pronostique chez les sujets sans cirrhose avec hépatite médicamenteuse (DILI-ActiTest, brevet APHP-Sorbonne Université), et chez les sujets avec maladies chroniques du foie avec et surtout sans cirrhose, pour prédire précocement le risque de cancer du foie, qualités inconnues au début du projet FibroFrance. L'algorithme de surveillance combinant HR1 et HR2 permet chez les sujets de plus de 50 ans avec ou sans cirrhose de détecter un cancer pour 10 sujets dépistés, et donc autoriserait un dépistage coût-efficace. Pour le troisième objectif, l'amélioration des marqueurs de stéatose et de NASH, deux nouveaux tests quantitatifs ont été construits et validés, (brevets APHP-Sorbonne Université): le NashTest-2 pour le diagnostic de NASH et le SteatoTest-2 pour le diagnostic de stéatose. Pour prendre en charge ces patients à risque métabolique, les tests ont été construits pour reproduire le mieux possible le compte-rendu de biopsie du foie, c’est à dire estimant la présence et la gravité des trois lésions histologiques élémentaires : la stéatose, l'activité inflammatoire et la fibrose. C'est pour cette raison qu'un long travail méthodologique préalable a été mené pour utiliser au mieux les scores de référence maintenant uniformisé par les anatomopathologistes européens et américains. Les principales limites de ces travaux sont l'absence de larges validations externes chez les sujets à risque métabolique, pour reproduire les résultats observés sur nos cohortes, et ce d'autant plus qu'il existe un conflit d'intérêt. Pour les tests largement utilisés pour les hépatites virales et les maladies alcooliques du foie, et la première génération de tests pour les maladies métaboliques, les validations indépendantes avaient confirmé les performances initiales
The FibroTest (Patent APHP-Sorbonne University) has been validated as a biomarker for the diagnosis of the stages of fibrosis in non-alcoholic-fatty liver disease (NAFLD) with results similar to those in chronic hepatitis C, B and alcoholic liver disease (ALD), but it has not yet been confirmed for the prediction of liver-related death. This was mainly due to the lower incidence of liver related deaths, and the higher incidence of non-liver related deaths, as well as the slower progression of fibrosis to cirrhosis, in NAFLD in comparison with other liver diseases. The primary aim was to assess the long-term (10-year) prognostic value of FibroTest in NAFLD and in comparison with that observed in CHC, the most validated population. Due to the very early start of the FibroFrance project in 1997, FibroTest was prospectively assessed in the Pitié-Salpêtrière cohort allowing a 20 years follow-up with a sufficient number of liver-related deaths. As half of the liver-related deaths were due to primary liver cancer, the second aim was to construct and validate internally two new multi-analyte tests, HR1 and HR2 (APHP-Sorbonne University Patents) for the early prediction of cancer, in patients with chronic liver diseases, without and with cirrhosis. Those tests combined apolipoprotein- A1 and haptoglobin, two "hepato-protective" proteins, with gammaglutamyl transferase, a simple marker of cytotoxicity, without specific marker of liver cancer for HR1, and with alpha-fetoprotein for HR2. Our work demonstrated that apoliporotein-A1 and haptoglobin had a prognostic value in patients without cirrhosis and drug-induced liver injury (DILI-ActiTest, APHP-Sorbonne University patent), and in patients with chronic liver diseases with and mostly without cirrhosis, permitting to identify very early the patients at high risk of cancer. These advantages of these proteins were unknown when our project started in 1997. A surveillance algorithm combining HR1 and HR2 in patients older than 50-year permitted to detect one cancer every 10 patients screened. For the third aim, the improvement of blood test for the diagnosis of steatosis and NASH, two new quantitative tests have been constructed and internally validated (APHPSorbonne University Patents), SteatoTest-2 and Nash-Test-2. To manage patients with metabolic risk, these tests have been constructed to reproduce as well as possible the pathologist report of the biopsy, that is estimating the presence and the severity of the elementary histological features: steatosis, inflammatory activity and fibrosis. For this reason a long methodological analysis has been performed to better use as reference the scoring systems now uniformized and recommended by European and American pathologists. The main limitations of our works were the absence of large external validations in patients with metabolic risk, in order to reproduce our results, especially according to a conflict of interest. For the other blood tests widely used in chronic viral hepatitis and alcoholic liver disease, as well as the first generation used in NAFLD, the independent external validations has confirmed the initial performances

Les hépatopathies non alcooliques (NAFLD) sont aujourd'hui la première cause de maladies hépatiques, et constituent désormais un véritable enjeu de santé publique. Elles sont composées de différents stades d'atteintes, allant de la simple stéatose à la stéato-hépatite (NASH) définie par la présence d'une inflammation hépatique accompagnée ou non de fibrose. Chez l'humain, il existe un fort dimorphisme sexuel dans cette maladie, les femmes sont protégées de cette atteinte, et cette protection disparaît après la ménopause. Les mécanismes liés à cette protection, médiée en partie par les œstrogènes, sont mal connus et il est nécessaire de disposer de modèles précliniques pertinents pour pouvoir les élucider. Nous avons d'abord cherché à identifier un modèle préclinique permettant d'étudier le dimorphisme sexuel dans le contexte de NAFLD. Pour cela, différents régimes hypercaloriques ont été testé (High Fat diet, High Fat diet déficient en choline, Western diet (WD) avec ou sans ajout de glucose et fructose dans l'eau de boisson) sur des souris mâles et femelles C57BL/6J pendant 15 semaines. Des analyses histologiques, biochimiques, transcriptomiques et métabolomiques ont été réalisées. Le régime WD a permis d'obtenir un fort dimorphisme dans la survenue de la NASH. Les mâles ont développé une stéatose sévère associée à une inflammation et un début de fibrose alors que les femelles ont uniquement développé une faible stéatose. Les analyses transcriptomiques ont mis en évidence des réponses géniques très contrastées selon le sexe. L'analyse des réseaux de gènes suggère que les récepteurs nucléaires ont une influence sur le dimorphisme sexuel observé dans notre étude. Parmi les récepteurs nucléaires, ERalpha est le récepteur principalement impliqué dans les effets des œstrogènes dans le foie. Des souris mâles et femelles porteuses de la délétion hépatocytaire d'ERalpha ont reçu le régime WD. L'absence d'ERalpha hépatocytaire n'a pas provoqué de modifications majeures du phénotype hépatique observé en réponse au régime WD dans les deux sexes, suggérant que les œstrogènes sont capables d'agir par l'intermédiaire d'une voie différente. Un autre récepteur nucléaire, PPARalpha, joue un rôle majeur dans le métabolisme des lipides et est protecteur vis-à-vis de la stéatose. Chez le mâle, il est montré que l'absence de PPARalpha provoque un défaut du catabolisme des lipides durant le jeûne. [...]
Non Alcoholic Fatty Liver Disease (NAFLD), ranging from steatosis to steatohepatitis (NASH), is the most common liver disease and a major public health issue worldwide. There are strong clinical and preclinical evidence for sexual dimorphism. The establishment of reliable animal models is essential to understand the mechanisms underlying such gender specific susceptibility to the disease. We aimed at identifying a mouse model of NAFLD that replicates at best the sexual dimorphism observed in humans. We tested different hypercaloric diets: High-Fat Diet (HFD), Choline Deficient HFD, Western Diet enriched with cholesterol and co-administered or not with drinking water containing glucose and fructose in male and female C57BL/6J mice (n=12/group). Histological, biochemical, transcriptomic and metabolomic analyses were performed. The Western Diet induces a strong dimorphic phenotype for the onset of NASH. Males develop major steatosis associated with severe inflammation and fibrosis whereas females show much less steatosis. Both sexes develop obesity and have impaired glucose tolerance. In contrast, insulin resistance is more severe in males than in females. Finally, liver transcriptome analysis highlights contrasted gene expression profiles between males and females in response to the different diets. Gene network analysis suggest that nuclear receptors are influential in this sexual dimorphic response to dietary challenges. Among nuclear receptors, ERalpha is the major effector of estrogen signaling in the liver. We tested the western diet in male and female mice in absence of ERalpha in hepatocytes. This deletion did not cause significant changes in hepatic phenotype in response to western diet in males and females. Another nuclear receptor has been studied, PPARalpha plays a central role in lipid metabolism and is protective against NAFLD. In the absence of PPARalpha in hepatocytes, fatty acid catabolism is defective during fasting in male mice. Therefore, to investigate whether hepatocyte PPARalpha activity shows sexual dimorphism, we tested the effect of fasting in female mice. In vivo experiments in mice with a hepatocyte specific knock-out of PPARalpha reveal that fasting induces similar PPARalpha-dependent ketogenesis in mice from both sexes.[...]

La transplantation d'hépatocytes est un procédé séduisant pour remplacer les cellules déficientes dans un foie anatomiquement normal. Dans les maladies métaboliques héréditaires hépatiques (MMHH), la thérapie cellulaire présente un potentiel espoir thérapeutique. Le remplacement d'un pourcentage restreint (5-10%) d'hépatocytes déficients par des hépatocytes normaux pourrait rétablir durablement la fonction métabolique. Les résultats des essais cliniques de transplantation d'hépatocytes génétiquement modifiés ou non sont moins concluants, montrent une prise de greffe insuffisante et, dans la plupart des études, un effet thérapeutique transitoire. L'efficacité limitée de la transplantation d'hépatocytes isolés dans le traitement des MMHH semble en partie liée au faible pourcentage de la masse hépatocytaire reconstituée par les hépatocytes définitivement greffés et fonctionnels. De nombreux modèles animaux ont été développés pour étudier les facteurs pouvant augmenter le nombre et le pourcentage d'hépatocytes transplantés et greffés. Cependant, la majorité de ces modèles ne sont pas transposables en clinique car ils présentent des risques importants ou mal évalués pour les patients. Les principaux objectifs de ce travail ont été d'étudier des moyens peu invasifs pour induire une régénération hépatique et une prise de greffe hépatocytaire significatives dans le but de développer une nouvelle approche de transplantation d'hépatocytes génétiquement modifiés ex vivo pour le traitement de l'hypercholestérolémie familiale. L'effet d'une embolisation portale partielle (EPP) réversible sur la prolifération hépatocytaire et la régénération hépatique a été évalué chez le macaque. A la différence de l'EPP par un produit non résorbable, il ne s'agit pas d'une approche potentiellement délétère à long terme. Une obstruction veineuse plus complète a été provoquée en utilisant le Curaspon®, une gélatine biodégradable, en forme de poudre. Nous avons démontré pour la première fois dans la littérature l'efficacité d'une EPP réversible à induire une importante prolifération hépatocytaire et régénération hépatique. Nos données suggèrent qu'une occlusion portale initiale et temporaire est suffisante pour déclencher les mécanismes responsables d'une régénération hépatique dans le foie non-embolisé. L'utilisation du Curaspon® en poudre peut être considérée comme la forme la plus évoluée d'EPP : très distale, résorbable, qui dure suffisamment pour induire l'hypertrophie hépatique. Cette technique pourrait être indiquée dans des situations cliniques nécessitant une régénération hépatique de courte durée (ex. le traitement des cancers du foie en plusieurs étapes) ou dans des cas qui ne nécessitent pas une résection hépatique, comme la transplantation d'hépatocytes pour le traitement de MMHH. Ces résultats nous ont permis d'évaluer cette approche dans notre protocole préclinique de thérapie génique pour le traitement de l'hypercholestérolémie familiale chez le primate, par autotransplantation d'hépatocytes génétiquement modifiés ex vivo par un vecteur lentiviral. Nous avons démontré que l'EPP réversible induit une régénération hépatique du foie non-embolisé et améliore notablement les résultats de la transplantation d'hépatocytes isolés génétiquement modifiés exprimant la GFP. Seize semaines après la transplantation, les hépatocytes transduits et greffés exprimaient le transgène contrôlé par le promoteur apo-AII humain. Notre protocole a montré pour la première fois chez un gros animal que l'EPP par un produit résorbable entraine avec des conditions de sécurité optimales une repopulation hépatique importante par des hépatocytes transduits par un vecteur lentiviral, et ceci même à distance de la transplantation hépatocytaire. Les résultats encourageants de ces travaux nous ont ouvert la voie pour avancer sur notre projet préclinique et envisager la réalisation d'une étude clinique de phase I/II pour le traitement de l'hypercholestérolémie familiale.