Rôle de la perméabilité membranaire mitochondriale, de la phosphorylation de VDAC et de la signalisation de l’apoptose dans la pathogenèse de la stéatose hépatique

par Cécile Martel

Thèse de doctorat en Cancérologie - Biochimie, Biologie cellulaire et moléculaire

Sous la direction de Antoinette Lemoine.


  • Résumé

    La stéatose hépatique non-alcoolique consiste en une accumulation de lipides dans le cytoplasme des hépatocytes. Longtemps considérée comme une pathologie bénigne, elle peut être à l’origine du développement d’un stade plus sévère : la stéatohépatite non alcoolique (NASH). La NASH s’accompagne de lésions sévères du foie liées à la genèse d’un stress oxydant, d’une inflammation et de la mort cellulaire. Le rôle de la mitochondrie est au centre de cette maladie, bien que les connaissances sur la dysfonction mitochondriale et ses conséquences sur l’apoptose soient encore insuffisantes. En effet, la mitochondrie est responsable de la dégradation des lipides par -oxydation et elle agit comme un centre intégrateur des signaux apoptotiques en déclenchant une perméabilisation des membranes mitochondriales (PMM) aboutissant à la libération de facteurs apoptogènes. Ce processus est considéré comme le point de non-retour de la voie mitochondriale de l’apoptose. Nos travaux ont porté sur la compréhension des mécanismes moléculaires liant l’apoptose hépatocytaire mitochondriale et la stéatose. La combinaison de quatre modèles expérimentaux de stéatose (biopsies de patients, mitochondries isolées de souris obèses ob/ob ou recevant un régime hypercalorique, et lignées cellulaires) a permis de montrer, dans le foie stéatosique, une sensibilité accrue à l’induction de la PMM et une augmentation de la perméabilité de VDAC (voltage-dependent anion channel), protéine formant un canal dans la membrane externe mitochondriale. Ces observations sont associées à une diminution de la phosphorylation de VDAC sur un résidu thréonine et sa perte d’interaction avec la protéine anti-apoptotique Bcl-XL et la kinase GSK3, révélant ainsi une nouvelle voie de signalisation par les lipides. Cette découverte s’est notamment appuyée sur l’utilisation de tests fonctionnels en mitochondries isolées que nous avions développés et validés dans plusieurs études aux stratégies expérimentales variées. En conclusion, notre étude permet de mieux comprendre la fragilité mitochondriale lipo-induite, stade précédant l’apoptose hépatocytaire, et ouvre des perspectives à visée biomédicale.

  • Titre traduit

    Role of mitochondrial membrane permeability, VDAC phosphorylation and signaling pathway of apoptosis in the pathogenesis of steatosis


  • Résumé

    Non-alcoholic steatosis is a liver disease characterized by lipid accumulation in the cytoplasm of hepatocytes. For a long time, it has been considered as a benign condition. Now it is known that it can precede the development of a severe stage, non-alcoholic steatohepatitis (NASH). NASH is accompanied by severe dammages of the liver linked to the genesis of oxidative stress, inflammation and cell death. Mitochondrion is a central player of this disease; however, the knowledge of mitochondrial dysfunction and its consequences on apoptosis is still insufficient. Indeed, mitochondria are responsible for lipid degradation by -oxidation. Mitochondria act as a central integrator of apoptotic signals by triggering the mitochondrial membrane permeabilization (MMP) leading to the release of apoptogenic factors. This process is considered as the point of no return of the mitochondrial pathway of apoptosis. We aimed to better understand the molecular mechanisms linking mitochondrial liver apoptosis and steatosis. Combination of four experimental models of steatosis (human biopsies, isolated mitochondria from ob/ob obese mice, high fat diet-fed mice or hepatic cell lines) displayed, in steatotic livers, increased sensitivity to MMP induction and permeability of VDAC (Voltage dependent anion channel), a protein which forms a channel in the outer mitochondrial membrane. These findings are associated with the hypo-phosphorylation of VDAC on a threonine residue and the loss of its interaction with the anti-apoptotic Bcl-XL and GSK3 kinase, thus revealing a new lipid-induced signaling pathway. Our work is based on the use of functional assays on isolated mitochondria that we have developed and validated in several studies involving various strategies. To conclude, our study increases the knowledge on the lipid-induced mitochondrial weakness preceding hepatic apoptosis and opens perspectives in biomedical applications


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