Mise en place d'une stratégie centrée sur le patient pour la découverte de nouvelles fonctions de PCSK9 dans les dyslipidémies et la différenciation des cellules souches pluripotentes humaines.

par Salam Idriss

Thèse de doctorat en Aspects cellulaires et moléculaires de la biologie

Sous la direction de Bertrand Cariou, Karim Si-Tayeb et de Kazem Zibara.

Soutenue le 03-10-2016

à Nantes , dans le cadre de École doctorale Biologie-Santé Nantes-Angers .

Le président du jury était Marianne Abi Fadel.

Le jury était composé de Aida Habib, Anne Camus.

Les rapporteurs étaient Sabine Gerbal-Chaloin.


  • Résumé

    PCSK9 est un régulateur clé du métabolisme du cholestérol par le foie à travers la dégradation lysosomiale du récepteur aux LDL (low-density lipoprotein). Alors que les mutations gain de fonction (GOF) de PCSK9 induisent une hypercholestérolémie autosomique dominante, les mutations pertes de fonctions (LOF) entraînent un taux spontanément bas de LDL-cholestérol, ainsi qu’un protection cardiovasculaire. Du fait des limitations inhérentes aux modèles d’études, tels que les lignées cellulaires transfectées ou des animaux transgéniques, les fonctions de PCSK9 restent encore mal connues. Ainsi, nous avons utiliser des cellules souches pluripotentes induites (hiPSC) spécifiques de patients pour les différencier en hépatocytes et modéliser la physiopathologie liée aux mutations de PCSK9 GOF-S127R et LOF-R104C/V114A. Nous avons démontré que les hépatocytes obtenus récapitulaient la physiopathologie liés aux mutations de PCSK9. De plus, les cellules portant la mutation S127R ont montré une importante réponse au traitement par les statines, qui est corrélée à la réponse clinique des patients portant cette même mutation. Enfin, notre étude nous a permis de mettre à jour une fonction inattendue de PCSK9 dans les hiPSC et pendant leur différenciation. Elle montre que PCSK9 affecterait la prolifération des hiPSC ainsi qu’une voie de signalisation clé du développement régulée par NODAL. Cette régulation se ferait à travers une interaction directe entre PCSK9 et DACT2, un régulateur intracellulaire de la voie de signalisation de NODAL. En conclusion, les hiPSC s’avèrent être un modèle cellulaire translationnel pertinent pour mettre à jour de nouvelles fonctions hépatiques de PCSK9.

  • Titre traduit

    A patient-driven strategy to unravel new PCSK9 functions in dyslipidemia and human induced pluripotent stem cells differentiation


  • Résumé

    PCSK9 has been identified as a key regulator of cholesterol metabolism by the liver through inducing lysosomal degradation of the low-density lipoprotein receptor (LDLR). While PCSK9 gain-of-function (GOF) mutations induced autosomal dominant hypercholesterolemia and increased cardiovascular risk, loss-of-function (LOF) mutations are associated with low LDL-cholesterol levels and cardiovascular protection. Due to limitations inherent to current models including animal and human cells lines transfected with DNA constructs or transgenic animal models, PCSK9 functions are not fully understood. Therefore, we took advantage of patient related somatic cells reprogramming intoinduced pluripotent stem cells (hiPSC) to generate hepatocyte-like cells (HLC) and model the pathophysiology of PCSK9 mutations in dyslipidemia through focusing on two intracellular mutation forms; GOF (S127R) and LOF (R104C/V114A). We showed that HLC could recapitulate the key pathophysiological features of PCSK9 mutations. Moreover, HLC with the S127R mutation displayed an increased uptake of LDL upon statin treatment, which was correlated with the original patient clinical response. In parallel, this model enabled us to unravel a new unexpected role of PCSK9 in hiPSC and during differentiation. PCSK9 was found to affect the proliferation of hiPSC and regulate a key developmental signaling pathway mediated by NODAL. This regulation might occur by a direct interaction between PCSK9 and DACT2, an intracellular attenuator of NODAL signaling pathway. In conclusion, hiPSC provide a pertinent translational model to decipher PCSK9 hepatic functions and a novel cellular environment to highlight new functions.

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