Dissertations / Theses on the topic 'Métabolisme des HDL'

L'effet protecteur des HDL sur les pathologies cardio-vasculaires est principalement attribué à leur rôle central dans le Transport Retour du Cholestérol (TRC). Ce processus assure l'efflux du cholestérol excédentaire des cellules périphériques vers le foie, au niveau duquel il est éliminé dans les sécrétions biliaires. Dans ce contexte, notre équipe a identifié à la surface des cellules hépatiques la présence d’un complexe enzymatique, très proche de l’ATP synthase mitochondriale, comme étant un récepteur de haute affinité pour l’apoA-I (protéine majoritaire des HDL). Cette ATP synthase de surface, également appelée ecto-F1-ATPase, joue un rôle clé dans l’endocytose hépatique des HDL. En effet, la liaison de l’apoA-I stimule l’activité ATPasique de l’enzyme, entrainant la production d’ADP extracellulaire puis l’activation spécifique du récepteur nucléotidique P2Y13, aboutissant in fine à l’endocytose des HDL. Ainsi, l’équipe a montré le rôle clé de la voie ecto-F1-ATPase/P2Y13 dans l’endocytose hépatique des HDL et par conséquent dans les effets protecteurs de ces derniers dans l’athérosclérose.Les travaux de thèse présentés ici visent à déterminer les mécanismes de régulation de cette ecto-F1-ATPase. Compte tenu de l’importance de la régulation des taux d’ADP et d’ATP extracellulaires dans l’endocytose des HDL, nous nous sommes intéressés dans un premier temps aux acteurs moléculaires qui pourraient réguler le métabolisme nucléotidique à la surface cellulaire. Nous avons mis en évidence la présence, à la surface des cellules HepG2, de l’adénine nucléotide translocase (ANT), une autre protéine classiquement localisée à la mitochondrie. Nous avons montré que l’ecto-ANT est impliquée dans la régulation des taux des nucléotides adényliques ADP et ATP extracellulaires et que son fonctionnement est lui-même dépendant du taux de ces derniers dans le milieu extracellulaire
The cardioprotective effect of high-density lipoprotein cholesterol (HDL-C) is mostly attributed to their metabolic functions in reverse cholesterol transport (RCT), a process whereby excess cell cholesterol is taken up from peripheral cells and processed in HDL particles, and later delivered to the liver for further metabolism and bile excretion. ATP synthase, classically known to be located in the mitochondrial inner membrane, has been unexpectedly found expressed at the plasma membrane of hepatocytes, as a receptor for apoA-I, playing a role in HDL-cholesterol uptake. On hepatocytes, apoA-I binding to ecto-F1-ATPase stimulates extracellular ATP hydrolysis into ADP, which subsequently activates a P2Y13-mediated HDL endocytosis pathway. The strict dependence of HDL endocytosis on extracellular ADP level led us to study first, whether other plasma membrane proteins than ecto-F1-ATPase could regulate extracellular ADP level. We highlighted the presence on hepatocytes cell surface of Adenine Nucleotide Translocase (ANT), another transmembrane protein of the inner mitochondrial membrane. We showed that ecto-ANT activity could increase or reduce extracellular ADP level, depending on the extracellular ADP/ATP ratio. Furthermore, we demonstrated that pharmacological inhibition of ecto-ANT activity increased extracellular ADP level when ecto-F1-ATPase was activated by apoA-I. This increase in the bioavailability of extracellular ADP accordingly translated into an increase of HDL endocytosis in human hepatocytes. We then sought to explore the molecular mechanisms involved in targeting ecto-F1-ATPase to the plasma membrane. Indeed, F1-ATPase ectopic expression at the plasma membrane has been described on several cell types and has been related to several physiological and pathophysiological processes however, the pathway involved in its transport to the cell surface remains unknown

L’effet athéroprotecteur des Lipoprotéines de Haute Densité (HDL) est principalement attribué à leur rôle clé dans Transport Retour du Cholestérol (RCT), un processus par lequel le cholestérol excédentaire des cellules périphériques est capté par les particules HDL pour être amené au foie où il sera préférentiellement sécrété dans les voies biliaires, puis excrété dans les fèces. Deux voies indépendantes ont été identifiées comme étant impliquées dans l’endocytose hépatique du HDL. La première est la voie ecto-F1-ATPase/P2Y13 dans laquelle l’apoA-I (apolipoprotéine majoritaire des HDL) se lie à la F1-ATPase exprimé à la surface des hépatocytes (ecto-F1-ATPase) et stimule l’hydrolyse d’ATP en ADP. L’ADP ainsi généré active le récepteur purinergique P2Y13 pour stimuler l’endocytose de l’holoparticule HDL (protéines + lipides) via un troisième récepteur différent de SR-BI. Les souris invalidées pour P2Y13 présentent une diminution des sécrétions de lipides biliaires accompagnée d’une diminution du RCT des macrophages vers les fèces sous régime normolipidique. Un régime riche en cholestérol (1.25% cholestérol) accentue ce phénotype. La voie SR-BI, quant à elle, est responsable de la captation sélective du cholestérol estérifié des HDL par le foie. Les souris invalidées pour SR-BI spécifiquement au niveau du foie (SR-BI KOfoie) présentent une hypercholestérolémie principalement attribuée à une augmentation du HDL-C et développent des plaques d’athérosclérose sous régime hypercholestérolémique. Dans une étude récente, nous avons montré que l’invalidation de P2Y13 dans le modèle murin proathérogène apoE KO induit une augmentation du développement d’athérosclérose associée à une diminution des sécrétions de lipides biliaires et du RCT des macrophages vers les fèces. De plus, dans ces souris, l’expression hépatique transcriptionnelle et protéique de SR-BI étaient fortement augmentées par rapport aux souris apoE KO, suggérant qu’un possible mécanisme de compensation pourrait exister entre les récepteurs P2Y13 et SR-BI. L’objectif de ma thèse a été d’étudier la contribution respective des récepteur P2Y13 et SR-BI dans le métabolisme du HDL-C et le développement de l’athérosclérose. Nous avons croisé des souris P2Y13 KO avec des souris SR-BI KOfoie et nous avons obtenu des souris doublement invalidées (P2Y13 x SR-BIfoie dKO). Le phénotype métabolique des souris dKO a été étudié sous régime normolipidique et hypercholestérolémique et le développement d’athérosclérose sous régime hypercholestérolémique. Par rapport aux souris sauvages, les souris dKO sous régime normolipidique, présentent une augmentation du cholestérol plasmatique similaire à celle observée chez les souris SR-BI KOfoie, principalement imputable à une augmentation du HDL-C. Les souris dKO, mais pas les souris SR-BI KO, montrent une diminution des sécrétions de lipides biliaires comparable à celle observée chez les souris P2Y13 KO. Ce phénotype métabolique observé chez les souris dKO est accentué sous régime hypercholestérolémique et est associé à une augmentation des plaques d’athérosclérose par rapport aux souris SR-BI KOfoie. L’ensemble des résultats montrent que la délétion hépatique de SR-BI contribue essentiellement à une augmentation des taux plasmatiques de cholestérol, et plus particulièrement HDL-C. La délétion de P2Y13, quant à elle, n’induit aucune variation des lipides plasmatiques mais contribue principalement à une diminution des sécrétions de lipides biliaires qui contribue au développement de l’athérosclérose chez les souris invalidées pour SR-BI hépatique. Ces résultats soutiennent le concept selon lequel le flux de cholestérol transporté par les HDL des tissus périphériques vers le foie et les voies de sécrétions biliaires est plus important dans l’athéro-protection que la concentration plasmatique en HDL-C. L’activation du récepteur P2Y13 constitue une approche thérapeutique intéressante pour cibler les HDL contre le développement de l’athérosclérose
The atheroprotective effect of High Density Lipoproteins (HDL) is mostly attributed to their central role in Reverse Cholesterol Transport (RCT), a process whereby excess cholesterol is taken up from peripheral cells to be processed into HDL particles, then later delivered to the liver where it is preferentially secreted into the bile, either as free cholesterol or after transformation into bile acids, to be further excreted into the feces. Two independent pathways have been identified as being involved in the hepatic HDL uptake. The first one involves the ecto-F1-ATPase/P2Y13 pathway. Briefly, apoA-I (main HDL apolipoprotein) binds to the F1-ATPase expressed ectopically at the surface of the hepatocyte (ecto-F1-ATPase) and stimulates hydrolysis of extracellular ATP into ADP. The generated ADP selectively activates the purinergic receptor P2Y13 resulting in subsequent endocytosis of the HDL-holoparticle (i.e. protein and lipid moieties) through a low-affinity binding site distinct from SR-BI. Mice deficient for P2Y13 display decreased biliary lipids secretion associated to an impaired macrophage-to-feces RCT when fed a Chow Diet (CD), phenotype emphasized when fed a High Cholesterol Diet (HCD). Differently, the SR-BI pathway mediates selective HDL-cholesteryl ester uptake by the liver. Mice with liver-specific SR-BI deficiency (SR-BI-KOliver) display a hypercholesterolemia mainly due to an increase on HDL-C and develop atherosclerosis when fed a HCD. In a recent study, we showed that P2Y13 extinction in the pro-atherogenic mouse model apoE-KO resulted in an increase of atherosclerotic plaque development associated to a decreased biliary lipid secretion and macrophage-to-feces RCT. Moreover, in these mice, mRNA and protein level of hepatic SR-BI were consistently increased as compared to apoE KO mice, suggesting that a possible compensatory mechanism might exist between P2Y13 and SR-BI receptors. My thesis aimed to study the respective contribution of P2Y13 and hepatic SR-BI in HDL-C metabolism and atherosclerosis development. We crossbred P2Y13 KO with SR-BI KOliver mice and obtained double knockout mice (P2Y13 x SR-BIliver dKO). The phenotype of dKO mice was analysed with regards to HDL-C metabolism either on CD or after 20 weeks of HCD, and to atherosclerosis development on HCD. When fed a CD, dKO mice, showed an increase in plasma cholesterol compared to WT mice similar to that observed in SR-BI KOliver mice, mainly due to an increase in HDL-C. DKO, but not SR-BI KOliver mice, showed impaired biliary lipid secretion to the same extent than P2Y13 KO mice. HCD accentuated the metabolic phenotype of dKO mice, with an increase in atherosclerotic lipid lesions in dKO mice compared to SR-BI KOliver mice. The phenotypic features of P2Y13 x SR-BIliver dKO mice show that hepatic extinction of SR-BI essentially contributes to an increase of HDL-C levels. Conversely, P2Y13 extinction does not induce any change in plasma lipoprotein levels but mainly contributes to a decrease of hepato-biliary cholesterol secretions, which translates into an increased atherosclerosis development, on top of SR-BI hepatic extinction. These results support the concept that the dynamic flux of cholesterol transported by HDL from macrophage foam cells to the liver for further bile secretion is essential for athero-protection rather than steady-state HDL-C concentration. In the future of HDL-therapies, P2Y13 receptor activation constitutes an interesting therapeutic approach against atherosclerosis development

Les accidents vasculaires cérébraux (AVC) ischémiques sont un problème majeur de santé publique. La prise en charge thérapeutique étiologique des AVC ischémiques est limitée aux traitements de recanalisation de l'artère cérébrale obstruée par le thrombus (thrombolyse intraveineuse ou intra-artérielle par un recombinant de l'activateur tissulaire du plasminogène (rt¬PA) et extraction mécanique du caillot). La recherche de nouveaux traitements neuroprotecteurs pour lutter contre les effets délétères de la cascade ischémique est essentielle. Les lipoprotéines de haute densité (HDL) sont des molécules complexes ayant des activités protectrices multiples pour l'organisme telles que le transport inverse du cholestérol des tissus périphériques vers le foie et la lutte contre l'oxydation, l'inflammation, l'apoptose et la thrombose. Ces effets pléiotropes confèrent aux HDL une fonction protectrice particulière pour l'endothélium vasculaire via l'interaction avec un récepteur endothélial, le récepteur scavenger de classe B type 1 (SR-B1). Nous avons montré dans un modèle murin d'ischémie cérébrale focale l'effet bénéfique de la perfusion thérapeutique d'HDL en diminuant le volume d'infarctus et l'altération de la perméabilité de la barrière hémato-encéphalique (BHE). Cet effet neuroprotecteur était dépendant de l'interaction des HDL avec le SR-B1 endothélial. L'effet vasculoprotecteur des HDL sur la BHE et le rôle de SR-B1 ont été confirmés in vitro dans un modèle monocellulaire de BHE humaine
Stroke is a major concern of public health. Etiological treatment is limited to me recanalization of the thrombosed artery (intravenous or intra-arterial thrombolysis by a recombinant of tissue plasminogen activator (rt-PA) and mechanical clot extraction). New neuroprotective drugs are needed to attenuate the deleterious effects of ischemic cascade. High-density lipoproteins (HDLs) are complex molecules having multiple protective activities as reverse cholesterol transport from peripheral tissues back to the liver and the struggle against oxidation, inflammation, apoptosis and thrombosis. These pleiotropic effects confer to HDLs a protective function for vascular endothelium via the interaction with an endothelial receptor, the scavenger receptor class B type 1 (SR-B1). We showed in a murine model of cerebral ischemia that the perfusion of HDL decreased the infarct volume and the blood-brain barrier (BBB) leakage. The neuroprotective effect of HDLs was dependent of their interaction with endothelial SR-B1. The vasculoprotective effect of HDLs on the BBB and the rnle of SR-B1 were confirmed in vitro using a monocellular model of human BBB

La compréhension des mécanismes de la captation hépatique des Lipoprotéines de Haute Densité (HDL), dans le cadre de d'élimination du cholestérol, est au coeur de nos travaux. Une nouvelle voie a été décrite au laboratoire où l'apolipoprotéine A-I des HDL se lie à une F1-ATPase à la surface des hépatocytes et induit la production d'ADP. Cet ADP active secondairement une signalisation dépendante du récepteur nucléotidique P2Y13 et stimule in fine l'endocytose des HDL. Nous avons mis en évidence l'importance de la réorganisation du cytosquelette d'actine sous le contrôle de la GTPase RhoA et son effecteur ROCKI, en aval du récepteur P2Y13. En parallèle, nous avons démontré in vivo l'importance physiologique de cette voie dans le catabolisme des HDL et l'élimination biliaire du cholestérol qui en découle. Ainsi, le récepteur nucléotidique P2Y13 apparaît comme une nouvelle cible pharmacologique en complément aux traitements actuels de l'hypercholestérolémie
HDL mediate the elimination of cholesterol thanks to their internalization by hepatocytes. We identified in hepatocytes a new pathway for HDL endocytosis as following: stimulation of an ectopic cell surface F1-ATPase by the HDL apolipoprotein A-I, induces the production of ADP which in turn activates the purinergic receptor P2Y13, triggering HDL endocytosis through unknown low affinity receptor(s). In one hand, we identified a major role of the small GTPase RhoA and its effector ROCK1 downstream P2Y13. This cell signalling stimulates the HDL endocytosis by remodelling actin cytoskeleton. In other hand, the study in mice showed the crucial role of P2Y13 in HDL catabolism and in the subsequent cholesterol biliary elimination. Taking together, these results demonstrate the importance of the receptor P2Y13 in cholesterol metabolism. Thus, P2Y13 appears as a new pharmacological target to control reverse cholesterol transport and prevent hypercholesterolemia

Les études épidémiologiques et expérimentales ont montré que les polymorphismes de gènes (facteurs non modifiables) et le mode de vie (facteurs modifiables) pourraient moduler les concentrations du cholestérol, du HDL-C et donc la susceptibilité individuelle à développer l’athérosclérose, première cause de mortalité dans les pays industrialisés. Au cours de ce travail nous avons évalué 1) les associations potentielles entre les polymorphismes génétiques (APOAI, APOE, CETP, PPARA) et les concentrations en HDL-C, chez 857 sujets indemnes de maladies cardiovasculaires issus de la cohorte PRIME et 2) l’influence in vitro de stérols isolés d’une éponge marine (Ciocallypta sp. ) sur l’absorption intestinale du cholestérol. Dans l’étude PRIME nous avons mis en évidence une relation significative entre le polymorphisme CETP A373P et les concentrations en HDL-C, ApoAI, LpAI et LpAIAII. En effet, l’allèle rare c est moins fréquent dans le groupe de sujets présentant une concentration élevée en HDL-C. Parallèlement, une association positive a été observée entre l’allèle 2 de l’apo E et les concentrations plasmatiques d’apoAI et de LpAI. Les autres polymorphismes n’ont aucun effet sur le HDL-C ou sont absents dans notre population. Dans l’étude de l’influence des stérols d’origine spongiaire sur l’absorption intestinale du cholestérol nous avons montré que le 24-isopropylcholestérol diminue l’absorption et augmente l’expression d’ABCA-1, un transporteur qui joue un rôle dans l’efflux de cholestérol et dans la formation des HDL intestinales. L’ensemble des résultats souligne l’importance de ces facteurs dans la détermination de la concentration de HDL-C et dans l’absorption intestinale du cholestérol
Epidemiologic and experimental studies showed that genetic polymorphisms (non modifiable factors) and lifestyle (modifiable factors) could modulate the concentrations of cholesterol, HDL-C and then the individual susceptibility to atherosclerosis, the major cause of death in the developed countries. In our studies, we evaluated 1) the potential associations between the genetic polymorphisms (APOAI, APOE, CETP, PPARA) and the concentrations of HDL-C in 857 individuals free of cardiovascular disease from the PRIME prospective cohort study and 2) the in vitro influence of sterols extracted from sponge (Ciocallypta sp. ) on the intestinal absorption of cholesterol. In the PRIME study, we found significant associations between the polymorphism CETP A373P and the concentrations of HDL-C, ApoAI, LpAI and LpAIAII. In fact, the rare allele c was less frequent in the high-HDL-C group. The association disappeared when adjusted for triglycerides. Another positive association has been found between allele 2 of apo E and ApoAI and LpAI. The other polymorphisms are absent in the cohort or have no effect on HDL-C. In the study of the influence of sponge sterols on intestinal absorption of cholesterol, we found that the 24-isopropylcholesterol reduces the absorption of cholesterol and increase the expression of ABCA-1, the carrier playing a major role in cholesterol efflux and in HDL biogenesis. The results highlight the importance of different factors in HDL level determination and in intestinal absorption of cholesterol

Le rôle athéroprotecteur du HDL est principalement attribué à sa fonction dans le transport retour du cholestérol des cellules vers le foie où il est éliminé. Nous avons décrit une nouvelle voie d'endocytose hépatique des HDL impliquant l'activation par l'apolipoprotéine A-I d'une ecto-F1-ATPase qui stimule ensuite le récepteur P2Y13 puis l'endocytose des HDL. Nous avons étudié les modulations d'expression génique dans le foie de souris invalidées pour p2ry13 ou traitées par un agoniste de P2Y13. Ainsi, les souris invalidées pour p2ry13 présente un profil lipoprotéique plasmatique inchangé et une diminution d'expression d'abca1 et abcg1. Lors d'une stimulation chronique de la voie, les mécanismes adaptatifs semblent être différents puisque les taux de cholestérol HDL (total et libre) sont abaissés et l'expression d'hmgcr et hmgcs (impliqués dans la néosynthèse de cholestérol) du ldlr. Et de srebp2 (gène régulateur des précédents) est augmentée. Nous avons aussi étudié des polymorphismes des gènes codant la lipase hépatique (rs1500588) et P2Y13 (rs1466684 et rs3732757) dans l'étude cas-témoins GENES de patients coronariens. Nous avons ainsi identifié le rs1800588 comme étant un facteur indépendant d'une valeur péjorative de l'index systolique bras-cheville chez les patients coronariens. Cette mutation est également associée à la maladie coronarienne dans des conditions normotriglycéridémiques. D'autre part, le rs3732757 (mutation silencieuse) serait associé à un phénotype cardio-protecteur (moindre fréquence cardiaque et augmentation significative des taux de la lipoprotéine A1). Ces polymorphismes pourraient ainsi conditionner l'expression du récepteur P2RY13
The atheroprotective properties of HDL particles are mostly attributed to their role in the reverse cholesterol transport (RCT), a process whereby excess cell cholesterol is taken up from the arterial wall and processed into HDL for further uptake and catabolism by the liver. We previously described a new pathway for HDL uptake by hepatocytes: apolipoprotein A-I binding to an ecto-F1-ATPase generates extracellular ADP, which specifically activates the P2Y13 receptor and finally triggers HDL holoparticle uptake (protein and lipid moieties). In the present work, hepatic expression of genes involved in cholesterol metabolism was analysed in mice, following inactivation or stimulation of P2Y13. Inactivation of P2Y13 was obtained by gene deletion (knock-out) and stimulation of P2Y13 was achieved by using cangrelor, a partial agonist of P2Y13. The importance of P2Y13 receptor in RCT was confirmed since we observed in these conditions that different hepatic genes involved in lipid metabolism were modulated. In parallel, the case-control study GENES on coronary stable patients allowed us to link a single nucleotide polymorphism (SNP rs1500588) of hepatic lipase to coronary heart disease in normotriglyceridemic patients. Furthermore, rs3732757 (synonymous mutation, I80i) located in the P2RY13 gene was found associated to a cardioprotective phenotype. Altogether these results confirm the potential physiological relevance of the P2Y13 pathway in HDL metabolism in human

La concentration en cholestérol des HDL est inversement corrélée au risque cardio-vasculaire. Les HDL présentent des propriétés anti-athérogènes, leur fonction principale étant d'assurer le retour du cholestérol tissulaire vers le foie. Les investigations cinétiques, de part leur caractère dynamique, constituent un outil privilégié dans l'étude du métabolisme des lipoprotéines. La plupart de ces études cinétiques sont réalisées sur des HDL totales isolées par ultracentrifugation, technique durant laquelle l'hétérogénéité des HDL peut être perturbée. L'objectif de ce travail était d'utiliser la FPLC pour la séparation des HDL. Cette technique de gel filtration respecte l'intégrité des lipoparticules et permet la distinction des enrichissements de l'Apo A-I des préβ1 et αHDL des HDL totales préalablement étudiées. Cette séparation nous a permis de développer un nouveau model multi-compartimental, composé de deux compartiments distincts pour les préβ1 et αHDL, qui permettait d'estimer les taux de conversion existants entre ces deux sous classes de lipoparticules. Pour valider ce modèle, la méthodologie a ensuite été appliquée à l'étude de la modulation des paramètres cinétiques du métabolisme de l'Apo A-I des sous-classes HDL lors d'une situation physiopathologique (diabète de type II) et lors d'une situation physiologique (à jeun et à l'état nourri). Lors d'un diabète de type II, la concentration de l'Apo A-I était réduite au niveau du plasma et des αHDL en raison d'un catabolisme accru de la protéine. La contribution relative de l'Apo A-I au sein des préβ1 HDL était augmentée suite à une augmentation du recyclage des en préβ1 HDL Dans une dernière étude, le métabolisme des préβ1 et αHDL a été caractérisé à l'état nourri dans le but de déterminer la contribution relative de l'intestin dans la synthèse de l'Apo A-I. Sous nos conditions expérimentales, l'Apo A-I synthétisée par l'intestin représente 10 à 20% de l'Apo A-I totale et s'incorpore dans les HDL via la voie des lipoprotéines riches en triglycérides (TRL). Une contribution directe n'a pas pu être à ce jour estimée
HDL-cholesterol is inversely correlated to the cardiovascular risk. HDL display anti-atherogenic properties in part by promoting cholesterol reverse transport from peripheral tissues to the liver. Kinetic investigations, because of their dynamic properties, are a powerful tool for studying lipoproteins metabolism. Most of kinetic studies have been investigated by using total HDL isolated by ultracentrifugation, technique known to alter HDL subclasses. The aim of this study was to assess the isolation of HDL by FPLC. This technique of gel filtration respects the integrity of lipoproteins and allows the distinction of enrichments of Apo A-I in preβ1 and αHDL from total HDL previously used. A new multi-compartmental model was created, including two distinct compartments of preβ1 and αHDL, which allow the measurement of conversion rate between these lipoproteins. To validate this model, this methodology has been applied to study kinetic disorders of Apo A-I - HDL subclasses metabolism in physiopathology state (type II diabetes) and in physiology state (post prandial study). In type II diabetes, αHDL as well as plasma Apo A-I concentration were decreased because of the increase of protein catabolism. The relative contribution of Apo A-I in preβ1 HDL was significantly increased and was related to an increase of the recycling rate of αHDL to preβ1 HDL. In a second time, the preβ1 and αHDL metabolism has been studied in post prandial state to determine the relative contribution of the intestine in the Apo A-I synthesis. Apo A-I synthesised by the intestine represented 10-20% of the total Apo A-I and was incorporated in HDL after an exchange with triglycerides rich lipoproteins. A direct contribution of the intestine

La maladie cardiovasculaire (MCV) représente encore aujourd’hui l’une des principales causes de décès et d’hospitalisation au Canada. Parmi les facteurs de risque de la MCV, la dyslipidémie est l’un des plus importants. En effet, des concentrations plasmatiques élevées de cholestérol transporté par les lipoprotéines de faibles densités (c-LDL), de triglycérides, ainsi que des concentrations faibles de cholestérol transporté par les lipoprotéines de hautes densités (c-HDL) ont été à maintes reprises identifiées comme des facteurs de risque indépendants de la MCV. Plusieurs facteurs héréditaires et environnementaux ont été associés aux concentrations de lipides plasmatiques. Toutefois, les facteurs héréditaires permettraient d’expliquer la plus grande proportion de la variabilité interindividuelle du bilan lipidique, particulièrement pour le c-HDL. Malgré l’étude de plusieurs millions de modifications génétiques, les principales causes moléculaires responsables de la forte héritabilité des concentrations de c-HDL demeurent pour l’instant encore inconnues. Afin d’expliquer l’héritabilité manquante des concentrations de lipides plasmatiques, plusieurs hypothèses ont été avancées. La présente thèse de doctorat se concentre sur celle suggérant que l’étude de la méthylation de l’ADN, une modification épigénétique considérée comme un facteur héréditaire non traditionnel, permettrait d’identifier de nouveaux fondements moléculaires associés aux dyslipidémies. Dans un premier temps, nous avons analysé la méthylation de l’ADN de plusieurs gènes du métabolisme lipoprotéique chez des sujets atteints d’hypercholestérolémie familiale (HF), un modèle humain de la MCV. Grâce à cette approche, nous avons pu démontrer que la méthylation de l’ADN de plusieurs gènes candidats (ABCA1, ABCG1, CETP, LIPC, LPL et PLTP) était associée à la variabilité du bilan lipidique, ainsi qu’avec les antécédents de maladies coronariennes athérosclérotiques. Dans un deuxième temps, une étude de la méthylation à l’échelle du génome d’un sous-groupe de patients HF nous a permis d’identifier de nouveaux loci associés à la concentration de c-HDL. Nous avons notamment observé que la méthylation de l’ADN du promoteur des gènes TNNT1 et ADRB3 était non seulement associée aux concentrations de c-HDL, mais également avec d’autres facteurs de risque de la MCV. L’ensemble des résultats présentés dans cette thèse démontre que la méthylation de l’ADN contribue à la variabilité du bilan lipidique à jeun de patients atteints d’HF et que l’étude des modifications épigénétiques pourrait aider à expliquer l’héritabilité manquante des concentrations de c-LDL, de c-HDL et de triglycérides plasmatiques.

Les complications cardiovasculaires restent prépondérantes dans l’insuffisance rénale chronique bien que les causes demeurent assez méconnues. Il existe une addition chez les patients insuffisants rénaux chroniques de facteurs de risque cardiovasculaires classiques et d’autres plus spécifiques à l’insuffisance rénale. Parmi ces derniers, la formation de modifications post-traductionnelles (adduits issus de réactions oxydatives et non-oxydatives) sur les lipoprotéines HDL pourrait jouer un rôle. Dans ce travail nous avons mis en évidence d’une part, un excès de carbonylation par le 4-HNE sur les HDL dans l’IRC sur un modèle animal de lapin et chez le patient hémodialysé ou dialysé péritonéal. Cette carbonylation par le 4-HNE est responsable d’une altération des propriétés anti-agrégantes des HDL et ce par une voie médiée par le récepteur scavenger CD36. Nous avons aussi montré que le protéome des HDL était modifié chez le patient HD et qu’il existait un large éventail d’adduits covalents sur les HDL de patients hémodialysés non-diabétiques. La formation de carboxy-méthyl-lysine issue de la glycation était la principale modification post-traductionnelle observée chez les patients HD. Cela questionne sur l’origine de cet excès de glycation qui pourrait être dû à un environnement chimique favorable chez les patients mais un apport exogène par les solutés utilisés en hémodialyse est aussi possible
Cardiovascular complications remain the main problem in chronic kidney disease (CKD) but all the reasons of this risk are not fully understood. there is an addition of traditional risk factors and uremia-related ones. Among the latter, the generation of post-translational modifications of HDL could play a role. In this work, we highlighted an excess of carbonylation by 4-HNE onto the protein part of HDL in CKD in a rabbit model of CKD and in hemodialysis and peritoneal dialysis patients. This carbonylation by 4-HNE is responsible for ablunted anti-aggregant properties of HDL mediated by a CD36-dependant pathway. We also showed that the proteome of HDL from non diabetic hemodialysis patients is deeply modified and that there were several post-translational modifications onto the protein cargo of these HDL. The generation of carboxylate-methyl-lysine from non-enzymatic glycation processes was the main modification in our patients. The origin of such glycation could be from a favorable chemical environment but a potential load from hemodialysis fluids should be addressed

L’infection par le virus de l’hépatite C (HCV) est une cause majeure d’hépatite chronique, de cirrhose hépatique et ce carcinome hépatocellulaire dans le monde. La compréhension des relations entre le virus et sa cellule hôte, l’hépatocyte, est indispensable pour le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques et d’un vaccin préventif. La particularité de ce virus est son lien étroit avec le métabolisme lipidique. Le virus circule dans le sang associé aux lipoprotéines, formant une lipo-viro-particule (LVP) infectieuse. L’apolipoprotéine E (apoE) est une protéine cellulaire faisant intégralement partie de la LVP. Elle joue un rôle majeur dans l’infection et à la production des particules virales. Durant ce travail de thèse, j’ai pu approfondir les connaissances sur le rôle d’apoE dans le cycle viral du HCV sous deux aspects très différents. D’une part, j’ai pu démontré que la forme libre d’apoE, non liée aux lipoprotéines, inhibe la réplication du HCV grâce à la régulation du métabolisme lipidique hépatique, en induisant un efflux de cholestérol ABCG1-dépendant. D’autre part, j’ai participé à une étude démontrant que l’apoE liée à la LVP contribue à l’échappement du virus au système immunitaire, en masquant les épitopes de la protéine virale E2 aux anticorps neutralisants. Ces études ont mis en évidence deux nouveaux rôles d’apoE dans la pathogenèse du HCV
Hepatitis C virus (HCV) infection is a major cause of chronic hepatitis, liver cirrhosis and hepatocellular carcinoma worldwide. Understanding virus-host interactions in hepatocytes will contribute towards the development of new therapeutic strategies and a protective vaccine. HCV life cycle and the lipid metabolism are inextricably intertwined. A particular feature of this virus is that, in the blood, HCV virions are associated with lipoproteins, forming an infectious lipoviroparticle (LVP). Apolipoprotein E (apoE) is a key component of LVPs that plays an essential role in HCV entry and virions production. My PhD project entailed a more detailed dissection of apoE’s role in the HCV life cycle. I demonstrated that lipid-free apoE inhibits HCV replication by regulating the hepatic lipid metabolism via an ABCG1-dependent cholesterol efflux. Furthermore, I contributed to a study demonstrating that LVP-associated apoE helps the virus escape host immunity by blocking access of neutralizing antibodies to the viral glycoprotein E2. The work presented highlights two new roles of apoE in HCV pathogenesis

De faibles concentrations de cholestérol associé aux HDL (HDL-C) est un facteur de risque indépendant des maladies cardiovasculaires (MCV). Les HDL sont capables de réaliser de l’efflux de lipides des tissus périphériques pour assurer son retour vers le foie, et ont des rôles athéroprotecteurs. Le travail mené ici vise à identifier de nouveaux acteurs impliqués dans la détermination des fonctions des HDL. Le transporteur ABCG1 réalise de l’efflux de cholestérol, de phospholipides (PL), ou encore de vitamines à partir des macrophages périphériques vers les HDL. Nous avons montré que la stimulation de l’expression d’ABCG1 dans l’hépatocyte favorisait un réarrangement du contenu des HDL en PL. Ce remodelage est associé à une amélioration de la capacité d’efflux de cholestérol des HDL et de leur fonction anti-inflammatoire. En parallèle, des études épidémiologiques nous ont permis d’identifier ZNF471, nouveau facteur de transcription. Il semble capable de moduler l’expression et l’activité de protéines clés du métabolisme des lipides, via une régulation épigénétique impactant la méthylation de l’ADN : ZNF471 dans les hépatocytes augmente la méthylation de l’ADN sur la région promotrice du gène codant la CETP. En conséquence, l’expression du gène et l’activité protéique de la CETP sont réduits, ce qui favorise l’accumulation de HDL-C. De plus, les capacités d’efflux de cholestérol des HDL sont également stimulées par ZNF471. Ces travaux de recherche permettent l’identification de nouveaux acteurs du métabolisme des lipoprotéines HDL. Ils ouvrent ainsi la voie à de nouvelles explorations thérapeutique et mécanistique sur les rôles des HDL dans les MCV liées à l’athérosclérose
Since low concentrations of High-Density Lipoproteins-cholesterol (HDL-C) are associated with increased cardiovascular disease (CVD) risk, HDL are recognized as protective in atherosclerotic CVD (ASCVD). Indeed, HDL promote lipid efflux from macrophages and other atheroprotective activities. Here, we aimed to identify new factors implicated in the determination of atheroprotective functions of HDL. ATP-Binding Cassette G1 (ABCG1) transporter perform cholesterol, phospholipids or vitamin efflux from peripheral macrophages to HDL. We showed that ABCG1 expression in hepatocytes promoted HDL phospholipid content rearrangement. This HDL remodeling is associated with a better cholesterol efflux capacity and an improvement of their anti-inflammatory properties. Simultaneously, epidemiological studies allow us to identify a novel transcription factor, ZNF471 (Zinc Finger Protein 471). ZNF471 seems to modulate expression and activity of key proteins implicated in lipid metabolism, through epigenetic DNA methylation regulation. We highlighted that ZNF471 expression in hepatocytes increased DNA methylation in CETP (Cholesterol Ester Transfer Protein) gene promoter region. As a consequence, CETP gene expression and protein activity were diminished, which raised HDL-C circulating concentrations. We also pointed out that ZNF471 expression stimulated HDL cholesterol efflux capacities. This work allows the identification of novels genetic and epigenetic actors in determining HDL lipoproteins activities. It paves the way for new therapeutic and mechanistic insights on the roles of HDL in ASCVD

Omics vise à la caractérisation et à la quantification collectives de pools de molécules biologiques qui traduisent notre compréhension de la structure et de la fonction d'un organisme ou d'une partie de celui-ci. Les lipoprotéines plasmatiques humaines jouent un rôle important dans le développement de la résistance à l'insuline, de la dyslipidémie, de l'hypertension, de l'adiposité centrale et de maladie cardiovasculaire (MCV), le tout collectivement appelé maladie cardiométabolique (MCM). En effet, on sait que la diminution des taux de cholestérol lipoprotéine de haute densité (LHD) et l’augmentation des taux de cholestérol lipoprotéine de basse densité (LBD) sont associées à un risque accru de MCM. En dépit des succès enregistrés dans le développement de médicaments normalisant les taux de cholestérol-LBD (C-LBD), les MCM représentent toujours la majorité de morbidité et des décès dans les pays développés. Nos nouvelles tentatives de réduction du risque de MCM ne réussissent pas toujours, reflétant parmi d'autres notre méconnaissance de biologie des lipoprotéines qui inclut la fonction biologique et les caractéristiques de composition des particules de lipoprotéine lequel les rendent distinctement indispensables pour les conditions métaboliques saines. Ce travail porte sur la lipidomique et la glycomique des LHD et LBD plasmatiques chez l'humain en ce qui concerne leurs fonctions biologiques chez les sujets sains et les patients atteints de MCM, comprenant déficit familial en apoA-I (DFAI) - dyslipidémie déterminée génétiquement entraînant un risque cardiovasculaire élevé, et infarctus du myocarde avec élévation du segment ST (IMEST), une présentation aiguë des MCV
Omics aims at the collective characterization and quantification of pools of biological molecules that translate into our understanding of the structure and function of an organism and/or its components. Human plasma lipoproteins play important roles in the development of insulin resistance, dyslipidemia, hypertension, central adiposity and cardiovascular disease (CVD), all collectively referred to as cardiometabolic disease (CMD). Indeed, decreased levels of high-density lipoprotein (HDL)-cholesterol (HDL-C) and increased levels of low-density lipoprotein (LDL)-cholesterol (LDL-C) are known to be associated with an increased risk of CMD. Despite successes in the development of drugs normalizing LDL-C levels, CMD still account for the majority of morbidity and mortality in developed countries. Our further attempts in decreasing CMD risk do not always succeed reflecting among others our poor grasp of lipoprotein biology which includes, as key elements, biological function and compositional features of lipoprotein particles that make them distinctly indispensable for healthy metabolic conditions. Major advances have been made in our understanding of the proteome of HDL and LDL, while their lipidome and glycome has not enjoyed much attention of scientific community. This thesis focuses on lipidomics and glycomics of human plasma HDL and LDL in respect to their biological functions in healthy subjects and in patients with CMD, including familial apoA-I deficiency (FAID), a genetically determined dyslipidemia resulting in elevated cardiovascular (CV) risk, and ST-elevated myocardial infarction (STEMI), an acute presentation of CVD

Les maladies cardiovasculaires représentent une des principales causes de morbidité et de mortalité dans les pays industrialisés. La nutrition peut largement influencer certaines de ces facteurs de risques. Dans le cadre d'études de mesures de prévention des maladies cardiovasculaires nous avons étudié chez les sujets sains, normalipidémiques,le rôle des acides gras alimentaires dans l'évolution des facteurs de risque plasmatiques à l'état à jeun et en période postprandiale. En parallèle, la capacité d'épuration du cholestérol cellulaire par les lipoprotéines plasmatiques a été évaluée. Les résultats de cette étude montrent que les régimes contenant des apports stables en acides gras mono et poly insaturés (mono insaturés : 11% à 16% d'AET et poly insaturés : 5% à 6% d'AET), permettent de maintenir à un niveau bénéfique,les facteurs plasmatiques
Dietary lipids are able to affect fasting and postprandial lipoprotein metabolism in a significant way, thereby modifying the risk of cardiovascular disease, a major cause of morbidity and mortality. The aims of the present study were firstly to evaluate in normolipidemic healthy men, the qualitative effect of dietary fatty acids on fasting and postprandial lipid parameters, in order to define an optimal range of monounsaturated fat supply and secondly to determine the role of postprandial lipoprotein modifications in the mechanisms involved in the reverse cholesterol transport. Our results showed that in conditions of balanced and stabilized dietary fat supply comprising 11% to 16% monounsaturated, associated with 5-6% polyunsaturated fatty acids ( of total energy intake),plasma lipid parameters

Le taux de HDL-Cholestérol (Lipoprotéine de Haute Densité, HDL-C) est inversement corrélé au risque cardiovasculaire. L'effet athéroprotecteur des HDL est principalement attribué à leur fonction métabolique dans le Transport Retour du Cholestérol (TRC), un processus par lequel le cholestérol excédentaire des cellules périphériques, et des macrophages spumeux en particulier, est pris en charge par les HDL pour être ramené vers le foie où il sera finalement éliminé via les secrétions biliaires. Notre équipe a décrit à la surface des hépatocytes humains une nouvelle voie de captation des HDL dans laquelle l'apoA-I, protéine majoritaire des HDL, se lie en surface des hépatocytes à un complexe enzymatique similaire à la F1-ATPase mitochondriale (appelé ecto-F1-ATPase) et active l'hydrolyse de l'ATP extracellulaire en ADP. L'ADP ainsi généré active spécifiquement le récepteur purinergique P2Y13 pour in fine stimuler l'endocytose des holoparticules HDL (protéines + lipides) via un récepteur de basse affinité, différent du récepteur SR-BI et dont l'identité reste à ce jour inconnu. Dans ce travail, nous avons étudié la fonction du récepteur P2Y13 dans le TRC et le développement de l'athérosclérose in vivo chez la souris. Dans une première partie, nous avons observé que des souris déficientes pour le récepteur P2Y13 (P2Y13 Knockout, KO) présentent une diminution de la captation hépatique en cholestérol et des secrétions de lipides biliaires. Ces changements sont accompagnés d'une forte diminution du TRC des macrophages vers les fèces et un régime riche en cholestérol (1. 25%, HCD) accentue ce phénotype. Inversement, l'injection en bolus d'un agoniste partiel du récepteur P2Y13, le cangrelor, stimule la captation hépatique et les secrétions en lipides biliaires (cholestérol, phospholipides et acides biliaires) chez des souris sauvages (WT) et des souris invalidées pour SR-BI hépatique (SR-BI KOliver) mais pas chez les souris P2Y13 KO. Sur le long terme, une infusion chronique de cangrelor pendant 3 jours sur des souris WT, diminue les concentrations plasmatiques en HDL-C en augmentant leur captation hépatique. Cet effet se retrouve corrélé à une augmentation des secrétions biliaires en acides biliaires. Dans une deuxième partie, nous avons démontré que l'invalidation de P2Y13 dans a modèle de souris d'athérosclérose, apoE KO, induit une augmentation de la plaque d'athérosclérose en corrélation avec une diminution des secrétions de lipides (cholestérol, phospholipides et acides biliaires) dans la bile et les fèces. Ainsi, l'ensemble de ces résultats montre que le récepteur P2Y13 pourrait constituer une nouvelle cible dans les thérapies HDL, visant à prévenir et/ou faire régresser le développement de la plaque d'athérosclérose
The level of High Density Lipoprotein-Cholesterol (HDL-C) is inversely correlated to the risk of atherosclerotic cardiovascular disease. The protective effect of HDL is mostly attributed to their metabolic functions in Reverse Cholesterol Transport (RCT), a process whereby excess cell cholesterol is taken up from peripheral cells and macrophages by the HDL particles, and is later delivered to the liver for elimination by bile excretion. We have previously identified a new pathway for hepatic HDL uptake, involved in RCT. In this pathway, apoA-I, the major protein of HDL, binds an ecto-F1-ATPase leading to ATP hydrolysis into ADP. Extracellular ADP activates the P2Y13 receptor which stimulates in fine HDL uptake through an unknown low affinity receptor, distinct from the classical HDL receptor, SR-BI. In this work, we have investigated on mouse models the physiological relevance of P2Y13 receptor in RCT and atherosclerosis development. In a first part, we have showed that P2Y13 deficient mice fed on chow diet displayed a decrease in hepatic HDL-C uptake and biliary lipids secretions. In these conditions, P2Y13 deficiency was also associated with a strong decrease in RCT, from macrophages to the faeces. Moreover, the same phenotype was found on P2Y13 deficient mice fed on a high cholesterol diet (1. 25%, HCD). Conversely, intravenous bolus injection of cangrelor, a partial agonist of P2Y13, stimulated hepatic HDL uptake and biliary lipids secretions (cholesterol, bile acids and phospholipids) in both wild-type and scavenger receptor class B type I liver deficient mice, with no effect in P2Y13 knockout mice. Furthermore, a long-term chronic treatment with cangrelor, by continuous infusion for 3 days, decreased plasma HDL-C levels as a consequence of increased hepatic HDL uptake. These effects were correlated with an increase in biliary bile acid secretion. In a second part, we have showed that deficiency of P2Y13 in a mice model for atherosclerosis, apoE knockout mice, induced an increase in atherosclerosis development. This result was correlated with a decrease in biliary lipids secretions and excretions into the faeces. Taken together our results suggest that P2Y13 receptor could be a target for therapeutic intervention on HDL ("HDL-Therapies"), aiming to prevent or reduce the development of atherosclerosis

Les anomalies lipidiques (diminution du cholestérol HDL et HDL2, augmentation des acides gras libres, des triglycérides VLDL, des LDL petites et denses, oxydation, glycosylation) constituent des éléments importants du syndrome d'insulino-résistance qui précède et accompagne le diabète de type 2. Les acides gras libres joueraient un rôle essentiel, voire initiateur, dans le développement du diabète de type 2 alors que le cholestérol HDL aurait un effet protecteur uniquement chez les femmes, ce qui conduit à spéculer sur le rôle des hormones sexuelles. Les lipides jouent également un rôle probable dans le développement des complications microangiopathiques. Leur rôle sur la rétinopathie a été peu étudié. Le cholestérol LDL pourrait être lié à l'incidence de la néphropathie, principalement par ses modifications qualitatives, et le cholestérol HDL pourrait être protecteur, uniquement chez les femmes. Le rôle des lipides est essentiel lors du développement des complications macrovasculaires. Le cholestérol LDL et HDL, ainsi que plus récemment leurs modifications qualitatives, ont un rôle démontré. Les triglycérides constitueraient également un facteur de risque indépendant des maladies cardiovasculaires lors du diabète de type 2. Les acides gras libres altèreraient la fonction cardiaque et la pression artérielle. En conclusion, les anomalies lipidiques associées au diabète de type 2 constituent une combinaison redoutable. Si leur rôle est modeste lors du développement des complications microangiopathiques en comparaison du rôle du contrôle glycémique, la situation s'inverse lors des complications macroangiopathiques qui constituent la première cause de mortalité. Les traitements hypolipémiants, en association avec les autres mesures préventives des maladies cardiovasculaires, doivent probablement être placés au premier rang lors de la prise en charge du patient diabétique de type 2, peut-être avant même le contrôle glycémique
Lipid abnormalities (decreased HDL and HDL2 cholesterol, increased VLDL triglycerides and small and dense LDL, glycation, oxidation) are an important component of the insulin-resistance syndrome that precedes type 2 diabetes. Free fatty acids play an aggravating and potentially initiator role in the development of type 2 diabetes. HDL cholesterol may have a protective effect in women only, which may imply a role of sexual hormones. Lipids have a potential effect on the development of micro-vascular complications. Their role on retinopathy has not been well studied. LDL cholesterol and especially its qualitative modifications may have deleterious effects on nephropathy, whereas HDL cholesterol may be protective in women only. Lipids play a major role in the development of macro-vascular complications. LDL and HDL cholesterol and their qualitative modifications are recognized risk factors. Triglycerides may also be an independent risk factor for cardiovascular diseases in type 2 diabetes, and free fatty acids may have deleterious effects on cardiac function and blood pressure. In conclusion, the lipid abnormalities associated with type 2 diabetes bring a fatal combination. As compared with glucose control, lipid abnormalities lead a minor but potential role in the development of micro-vascular complications, but a major role in the development of macro-vascular complications, which correspond to the first cause of mortality. Hypolipidemic treatment, together with other preventive measures of cardiovascular diseases, should probably be ranked first, and may be before diabetes control, during type 2 diabetes care

La concentration sérique du HDL-Cholestérol (HDL-C) est un facteur de risque indépendant de maladie cardio-vasculaire (CV). Augmenter le taux du HDL-C, reflet de la quantité des HDL, et améliorer la qualité des activités biologiques des HDL sont donc des approches thérapeutiques prometteuses pour réduire le risque CV. Bien que les principaux facteurs qui déterminent la concentration du HDL-C soient assez bien connus, il n'en est pas de même de la quantification de leur rôle relatif, ni du bénéfice CV de l'augmentation du HDL-C liée à chacun de ces facteurs en particulier. En second lieu, peu de travaux ont tenté d'améliorer la qualité des particules HDL par des thérapeutiques usuelles. Notre travail nous a permis de progresser dans deux aspects différents : 1) Nous avons mis en évidence, chez 14 000 sujets dyslipidémiques, huit paramètres associés de façon indépendante à la concentration de HDL-C. Par ordre d'importance, ce sont les triglycérides plasmatiques, le sexe, l'âge, le tour de taille, la consommation d'alcool, la CRPus, l'index HOMA et le tabagisme. Dans une seconde étude, centrée spécifiquement sur le " déterminant alcool ", effectuée chez près de 150 000 sujets, nous établissons des relations statistiques en J entre la consommation d'alcool et la plupart des facteurs de risque, traditionnels ou non, des maladies CV. Cependant il ressort de l'étude que ces relations ne sont pas nécessairement causales. L'effet cardioprotecteur supposé de l'alcool peut être lié à des facteurs de confusion non pris en compte dans les études épidémiologiques