PPARs, athérosclérose et stéato-hépatite non alcoolique : modulation par PPARα des concentrations en microparticules dans un modèle expérimental murin : implication de PPARϒ dans l'efférocytose par les macrophages alternatifs humains

par Morgane Baron

Thèse de doctorat en Sciences biologiques pharmaceutiques

Sous la direction de Anne Tailleux.

Soutenue le 13-05-2011

à Lille 2 , dans le cadre de École doctorale de Biologie-Santé (Lille) .


  • Résumé

    Modulation par PPARa des concentrations en microparticules dans un modèle murin d’athérosclérose et de stéato-hépatite non alcooliqueL'athérosclérose et la stéato-hépatite non alcoolique sont des pathologies complexes fréquemment associées au syndrome métabolique. Elles se caractérisent par une accumulation de lipides et le développement d’une inflammation chronique susceptible d’induire un stress cellulaire qui peut conduire à la formation de microparticules (MPs). Ces petites vésicules membranaires (0,1-1µm) produites par les cellules activées, sont susceptibles d’exacerber l’inflammation. Il a été montré que le fénofibrate, une molécule hypolipémiante dont le mécanisme d’action passe par l’activation du récepteur nucléaire PPARa (Peroxisome Proliferator-Activated Receptor a), inhibe le développement de l’athérosclérose et de la stéato-hépatite dans un modèle expérimental murin. L’objectif de notre travail a été d’une part 1) d’étudier l’influence du développement de l’athérosclérose et de la stéatose hépatique sur les concentrations en MPs au niveau plasmatique et au niveau des lésions d’athérosclérose et du foie, respectivement, en utilisant un modèle expérimental murin développant une athérosclérose et une stéato-hépatite non alcoolique, la souris apoE2-KI, 2) d’analyser la modulation par PPARa des concentrations en MPs dans les lésions athéroscléreuses, le foie et la circulation sanguine. Nous avons montré que le développement de lésions d’athérosclérose chez la souris apoE2-KI était lié à une augmentation de la concentration en MPs dans le sinus aortique, siège du développement de ces lésions. Un traitement par le fénofibrate réduit la concentration en MPs, ceci parallèlement à son effet inhibiteur du développement de l’athérosclérose mais également dans des lésions établies, sur lesquelles le fénofibrate n’a pas d’effet curatif en terme de surface des lésions et du contenu en lipides et en macrophages. Ces effets n’apparaissent pas dans la souris E2-KI déficiente pour PPARa, montrant l’implication du récepteur dans ces processus. Le développement de la stéatose hépatique induit également une augmentation de la concentration en MPs dans le foie. Cependant, le fénofibrate n’a pas d’effet sur la concentration en MPs, en dépit de son effet bénéfique dans le développement de la stéatose hépatique. Ces travaux ont mis en évidence pour la première fois la présence de MPs dans un modèle murin d’athérosclérose et de stéato-hépatite non alcoolique. L’activation de PPAR module différemment les concentrations en MPs dans la lésion d’athérosclérose et le foie des souris apoE2-KI. II) Rôle de PPARg dans l’efférocytose par les macrophages alternatifs humainsL’efférocytose est un processus physiologique permettant d’éliminer les cellules en apoptose, évitant ainsi qu’elles n’entrent en nécrose et ne libèrent leur contenu toxique. C’est un processus complexe faisant intervenir de nombreuses voies et molécules, notamment la thrombospondine-1 (TSP-1). PPARg, un récepteur nucléaire appartenant à la famille des PPARs, est principalement exprimé dans le tissu adipeux, mais également dans les macrophages. L’objectif de ce travail a été d’étudier l’effet de l’activation de PPARg sur l’efférocytose par les macrophages alternatifs humains.Nous avons comparé l’expression de plusieurs gènes impliqués dans l’efférocytose entre des macrophages primaires humains différenciés classiquement (RM) ou alternativement (M2), activés ou non avec un agoniste de PPARg (GW1929) à la fin de la différenciation. L’expression de différents gènes codant pour des protéines impliquées dans le processus d’efférocytose augmente dans les M2 par rapport aux RM. Nous avons comparé l’expression de ces mêmes gènes dans des zones de plaques d’athérosclérose humaines définies comme M2 ou non selon des marquages immunohistochimiques (détection du mannose-récepteur).

  • Titre traduit

    PPARs, atherosclerosis and non alcoholic steatohepatitis


  • Résumé

    Atherosclerosis and non-alcoholic-steatohepatitis (NASH) are complex pathologies associated withmetabolic syndrome. They are characterized by lipid accumulation and chronic inflammation which can inducecellular stress and microparticle (MP) formation. These small membrane vesicles (0.1-1μm) produced fromactivated cells have deleterious properties such as inflammation enhancement. Fenofibrate, a hypolipemic drugactivating PPARa (Peroxisome Proliferator-Activated Receptor a), inhibits atherosclerosis and NASHdevelopment in a mouse experimental model.The aim of our work was first to study effects of atherosclerosis and NASH development on MPconcentrations in the plasma, atherosclerotic lesions and in the liver, and second to study PPARa modulation ofMP concentration in these contexts. For these studies, we used the apolipoprotein E2 knock-in (apoE2-KI)mouse.We showed that atherosclerosis development in apoE2-KI mice was linked to an increase of MPconcentration in the aortic sinus, location of atherosclerosis lesions in this model. Fenofibrate treatment reducedMP concentration during lesion development but also in established lesions, where this treatment has no curativeeffect on lesion area, lipid and macrophage contents. These effects did not occur in apoE2-KI PPARa deficientmice, proving PPARa implication in these processes. NASH development induced also increased MPconcentration in the liver. However, despite fenofibrate has beneficial effects on steatosis and inflammation inthe liver, this treatment did not modify MP concentration.This study put in evidence for the first time MPs in a mouse experimental model of atherosclerosis andNASH. PPARa activation differently modulates MP concentrations in atherosclerotic lesions and in the liver ofapoE2-KI mice.II) PPARg implication in efferocytosis by human alternative macrophagesEfferocytosis is a physiological mechanism allowing apoptotic cell elimination, avoiding necrosis andtoxic content liberation, triggering anti-inflammatory cytokine production by macrophages. This complexprocess depends on numerous pathways and molecules, such as thrombospondin-1 (TSP-1). Studies havereported that alternative differentiation of macrophages influenced phagocytic capacity, without addressing themolecular mechanism.The nuclear receptor Peroxisome Proliferator-Activated Receptor (PPAR)g is expressed in macrophageswhere it exerts anti-inflammatory properties and its activation by synthetic ligands during monocytedifferentiation induces an alternative polarization state.The aim of our work was to study the effects of PPARg activation on efferocytosis by human alternativemacrophages.We analysed the expression of several genes implicated in efferocytosis in primary human restingmacrophages (RM) or in alternatively differentiated macrophages (M2) with or without PPARg activation byGW1929, added at the end of the differentiation. The expression of genes involved in efferocytosis was higher inM2 macrophages compared to RM. We then compared the expression of these genes in alternative M2macrophages present in the human atherosclerotic lesions. Interestingly, efferocytosis gene expression wasincreased in M2 macrophages ex vivo.We also showed that TSP-1 expression is increased by PPARg activation in human macrophages, in aPPARg-dependent manner. Using a functional phagocytosis assay with labelled apoptotic cells and fluorescentbeads, we confirmed that phagocytotic activity was increased in M2 macrophages compared to RM. Moreover,PPARg activation induced phagocytosis capacity in M2 macrophages.These results showed a new property of PPARg in macrophages. In addition to the established antiinflammatoryproperties, PPARg activation could increase apoptotic cell phagocytosis in atherosclerotic lesion,with consequences on early stage development of the pathology.

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