Evaluation du statut oxydatif et inflammatoire : développement analytique et application en biologie clinique

par Elise Pontou-Lombard

Thèse de doctorat en Biochimie. Nutrition, aspects moléculaires et cellulaires

Sous la direction de Martine Armand.

Soutenue en 2006

à Aix Marseille 2 .

mots clés

• VCAM-1
• Lipoprotéines de haute densité
• Stress oxydatif
• Lipoprotéines de basse densité
• Athérosclérose

Résumé

Les lipoprotéines de haute densité (HDL) ont des effets bénéfiques sur le système cardiovasculaire. Un des mécanismes implique l’inhibition de l’expression des molécules d’adhésion cellulaires vasculaires-1 (VCAM-1) par les cellules endothéliales. Nous avons examiné les effets de l’apolipoprotéine A-I, du facteur peptidique anionique (APF) avec ou sans phosphatidylcholines (PCs) et des PCs sur l’expression de VCAM-1 par les cellules endothéliales de veines ombilicales humaines (HUVEC). Les HUVEC étaient stimulées par le tumor necrosis factor-α ou le calcium lié à l’héparine. Les résultats indiquent que l’APF administré à dose physiologique seul ou associé aux complexes apolipoprotéine/PCs apparaît être un facteur pertinent impliqué dans l’inhibition de l’expression de VCAM-1. Notre étude apporte la perspective d’une stratégie antiathérogène à travers l’enrichissement des HDL par l’APF afin de diminuer le processus inflammatoire. Afin d’évaluer le statut oxydatif de patients, nous avons développé un test ELISA de type sandwich afin de mesurer l’albumine modifiée par HNE, MDA et hexanal et tester différents kits commercialisés. Des courbes standard reproductibles ont été obtenues mais les essais avec les sérums n’ont pas été concluants à cause d’un effet inhibiteur de la réaction. Nous avons montré que les dosages sériques des anticorps anti-LDL oxydées (oxLDL) et de la matrix Gla protein montrent des résultats divergents. Une étude comparative des kits de dosage des oxLDL est nécessaire pour déterminer l’épitope oxydé le plus prédictif de maladies cardiovasculaires. Les peroxydes, l’activité de la paraoxonase 1 (PON1) et la composition en acide gras des membranes érythrocytaires apparaissent comme un biomarqueur pertinent du stress oxydant chez les patients. Ce travail aidera à déterminer le stress oxydatif chez les patients, et les biomarqueurs comme la PON1 et les peroxydes pourraient être intégrés en routine dans un laboratoire d’analyses de biologie médicale.

Titre traduit

Evaluation of oxidative and inflammatory status : analytic development and application in clinical biology

Résumé

High-density lipoproteins (HDLs) have cardiovascular benefits. One of the mechanisms involves the inhibition by HDLs of the vascular cell adhesion molecule-1 (VCAM-1) expression in endothelial cells. We examined the effects of either the apolipoprotein A-I and the anionic peptide factor (APF) in the presence or absence of phosphatidylcholines (PCs), or the free PCs, on the expression of VCAM-1 in human umbilical vein endothelial cells (HUVEC). The HUVEC were stimulated with tumor necrosis factor-α or the calcium bound to heparin. The main result indicates that APF administrated at physiological concentration in the lipid-free form or into apolipoprotein/PCs complexes appears as a relevant factor involved in the inhibition of VCAM-1 expression. Our study provides a perspective of an antiatherogenic strategy, through the expansion of the APF-enriched HDL in order to alleviate the inflammatory process. To evaluate the status of oxidative stress in patients, we aimed to developp a sandwich enzyme-linked immunosorbent assay to measure serum HNE, MDA and Hexanal-modified albumin, and to test different commercial kits. Reproducible standard curves were obtained but assays with serum of patients have not been completed due to an inhibitory effect on the reaction by serum. We show that oxidized low-density lipoproteins (oxLDL) antibodies and matrix Gla protein in clinical cardiovascular disease give diverging results. Comparative studies of the different kit assays of oxLDL are needed to assess which oxidation-specific epitopes are most predictive of cardiovascular disease. Peroxides, paraoxonase 1 activity (PON1) and the fatty acid composition of the erythrocyte plasmic membrane phospholipids appear as a relevant biological markers to evaluate oxidative stress. We believe that this work will be helpful for the assessment of oxidative stress in patients, and that biomarkers like PON1 and peroxides could be integrated into routine clinical laboratory analyses.