Rôle de la MAP kinase p38α au cours d'une agression aiguë du foie

par Manon Fortier

Thèse de doctorat en Physiopathologie

Sous la direction de Séverine Morizur.

Soutenue le 07-11-2018

à Sorbonne Paris Cité , dans le cadre de École doctorale Bio Sorbonne Paris Cité (Paris ; 2014-....) , en partenariat avec Université Paris Descartes (1970-2019) (établissement de préparation) et de Institut Cochin / UM3 (UMR 8104 / U1016) (laboratoire) .

Le président du jury était Hélène Gilgenkrantz.

Le jury était composé de Séverine Morizur, Hélène Gilgenkrantz, Sophie Conchon, Michel Samson, Thierry Tordjmann.

Les rapporteurs étaient Sophie Conchon, Michel Samson.


  • Résumé

    Afin de lutter contre des agressions aiguës pouvant être induites par une hépatite virale, des toxines ou bien une surcharge médicamenteuse, le foie active différents processus interconnectés tels que la prolifération hépatocytaire, l'inflammation ou la mort cellulaire. Une protéine clé se trouve au carrefour de ces différents processus cellulaires : la protéine p38 alpha MAP (Mitogen Activated Protein) Kinase. Dans le foie, de nombreux travaux décrivent un double rôle de cette protéine. En effet, elle est considérée comme un suppresseur de tumeur en régulant négativement la prolifération des hépatocytes, cellules majoritaires du foie, mais peut aussi agir comme un oncogène en favorisant certains processus liés au cancer et notamment l'inflammation. Cependant, son action lors d'une agression aiguë du foie adulte reste peu caractérisée. L'objectif de mon travail de thèse était donc de caractériser le rôle de la protéine p38 alpha lors d"une agression hépatique aiguë, grâce à un modèle murin pour lequel l'expression de cette protéine est invalidée spécifiquement dans les hépatocytes (modèle murin KO). Pour répondre à cette question, nous avons utilisé le modèle expérimental d'hépatopathie classiquement utilisé pour reproduire la division hépatocytaire en contexte inflammatoire : le modèle du tétrachlorure de carbone (CCl4). L'injection de cet hépatotoxique à des souris entraîne une cytolyse hépatocytaire dans les zones centro-lobulaires rapidement suivie par une infiltration de cellules immunitaires et une prolifération compensatoire des hépatocytes sains, pour réparer le tissu lésé. Des souris contrôles et KO ont été sacrifiées à différents temps après injection permettant d'établir une cinétique post-CCl4, au cours de laquelle du sang et du tissu hépatique ont été collectés. Les lésions hépatiques, l'inflammation, l'apoptose et la prolifération ont ensuite été étudiées. Tout d'abord, nous avons observé que le nombre d'hépatocytes en phase S (marquage BrdU, taux de CyclinA2) est diminué en l'absence de p38a au cours de la phase de régénération post-CCl4. Par ailleurs, nous montrons que la perte d'expression de la protéine p38a confère un effet protecteur contre les lésions hépatiques induites par le CCl4. En effet, les zones de cytolyse et les taux d'alanine transaminase (reflet de la mort hépatocytaire) sont significativement diminués (de 40H à 60H post-CCl4) chez les souris KO. Pour expliquer ce phénotype, nous avons analysé l'apoptose au cours de la cinétique de régénération, mais nos résultats ne montrent pas de différences significatives dans la mise en place de ce processus entre les animaux contrôles et KO. En revanche, nous montrons que la réponse anti-oxydante dans le foie des animaux KO est amplifiée et pourrait donc participer à la protection du tissu hépatique. Enfin, nos observations immunohistochimiques montrent un recrutement massif de cellules inflammatoires dans les zones de cytolyse corrélé à une augmentation importante des niveaux de cytokines (comme le TNFa) et chimiokines pro-inflammatoires (CCL2 et CCL5). Laensemble de ces données suggèrent fortement que la déficience en p38a induit une réponse immunitaire spécifique favorisant le nettoyage et la réparation du tissu hépatique. En conclusion, mes travaux de thèse montrent que lors d'une lésion aiguë l'absence de la MAP Kinase p38a protège le foie en ajustant la balance « prolifération - réponse inflammatoire », favorisant ainsi une réparation précoce du tissu et le maintien de l'homéostasie hépatique.

  • Titre traduit

    Role of p38 alpha MAP Kinase during acute liver injury


  • Résumé

    To prevent acute liver injuries induced by viral hepatitis, toxins or drug overload, liver activates different interconnected processes such as proliferation, inflammation or cell death. Interestingly, one protein is at the crossroad of these pathways: the MAP (Mitogen Activated Protein) kinase p38 alpha. Several studies showed a dual role for the p38a mitogen-activated protein kinase pathway in liver. Even if its role as a negative regulator of hepatocyte proliferation has been largely described, p38a may also harbor an oncogenic role involving cancer related-processes and notably inflammation. However, its function during an acute injury, in adult liver, remains uncharacterized. My thesis aim was to characterize p38 alpha MAP Kinase role during an acute liver injury thanks to a mouse model with a conditional hepatocyte specific deletion of p38a (KO model). To that end, we used an experimental hepatopathy system classically used to reproduce hepatocyte division in inflammatory context: the carbon tetrachloride model (CCl4). An injection of this hepatotoxic in mice induces hepatocyte cytolysis in centrilobular zone rapidly followed by immune cell infiltration and compensatory healthy hepatocyte proliferation to repair hepatic tissue. Control (CT) and KO mice were sacrificed at different timings after injection to establish a post-CCl4 kinetic, during which blood and liver tissue were collected. Liver injuries, inflammation, apoptosis and proliferation processes were then assayed. First, absence of p38a decreases hepatocyte number into cell cycle S phase (BrdU labelling, CyclinA2 levels) during regenerative process post-CCl4. Interestingly, we showed that p38a deficiency confers a protective effect against hepatic injuries induced by CCl4. Indeed, cytolysis areas and alanine transaminase levels (hepatocyte death reflection) were significantly decreased (40H to 60H post-CCl4) in KO mice. To explain this phenotype, we investigated apoptosis pathway during regenerative kinetic, but our results did not show any significant differences between CT and KO mice. On the other hand, antioxidant response is increased in KO livers and could therefore be involved in the hepatic tissue protection. Finally, immunohistochemistry analysis showed a massive inflammatory cell recruitment to cytolysis areas correlated with a significant increase of cytokines (as TNFa) and pro-inflammatory chemokines (as CCL2 and CCL5). These data strongly suggest that p38a deficiencies mediate a specific immune response to favor hepatic tissue clearance and repair. In conclusion, my thesis work shows that the absence of p38a MAP Kinase is hepatoprotective during an acute liver injury enhancing "proliferation - inflammatory response" balance, therefore promoting early tissue repair and maintaining liver homeostasis.


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