Mise en évidence de l'implication de différents mécanismes dans la survenue de la stéatose hépatique d'origine médicamenteuse en absence de dysfonction mitochondriale sévère

Demonstration of the involvement of various mechanisms in the occurrence of drug-induced hepatic steatosis in the absence of severe mitochondrial dysfunction

• Auteur / Autrice : Julien Allard
• Direction : Bernard Fromenty
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Toxicologie
• Date : Soutenance le 24/06/2020
• Etablissement(s) : Rennes 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Biologie-Santé (Nantes)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Nutrition, métabolismes et cancer (Rennes)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Stéatose hépatique

Organites

Lipides -- Métabolisme

Médicaments -- Toxicologie

Mots clés libres

Toxicologie

Médicaments

Lipides

Métabolismes

Organites

Stéatose hépatique

Foie

Maladies

Toxicology

Drugs

Lipids

Metabolisms

Organelles

Hepatic steatosis

Liver

Diseases

Résumé

La stéatose est une lésion hépatique rapportée avec de nombreux médicaments. Des études antérieures ont montré qu'une altération sévère de la β-oxydation mitochondriale des acides gras (mtFAO) conduit constamment à une accumulation de lipides dans le foie. Cependant, on en sait beaucoup moins sur le(s) mécanisme(s) de la stéatose induite par les médicaments en l'absence de dysfonction mitochondriale sévère, bien que des études antérieures aient suggéré l'implication d'une inhibition légère à modérée de la mtFAO, une augmentation de la lipogenèse de novo (LDN) et une altération de la sécrétion des very low-density lipoprotein (VLDL). L'objectif de notre étude, principalement réalisée dans la lignée cellulaire humaine HepaRG, était d'étudier ces 3 mécanismes avec 12 médicaments capables d'induire une stéatose chez l’homme : l'amiodarone (AMIO, utilisé comme contrôle positif), l'allopurinol (ALLO), la D-pénicillamine (DPEN), le 5-fluorouracile (5FU), l’indinavir (INDI), l’indométhacine (INDO), le méthimazole (METHI), le méthotrexate (METHO), la nifédipine (NIF), la rifampicine (RIF), le sulindac (SUL) et la troglitazone (TRO). Les cellules hépatiques ont été exposées à des médicaments pendant 4 jours avec des concentrations induisant une perte d'ATP cellulaire toujours inférieure à 30% par rapport aux témoins et ne dépassant pas 100xCmax. Parmi les 12 médicaments, AMIO, ALLO, 5FU, INDI, INDO, METHO, RIF, SUL et TRO ont induit une stéatose dans les cellules HepaRG. AMIO, INDO et RIF ont diminué le mtFAO. AMIO, INDO et SUL ont induit la LDN. ALLO, 5FU, INDI, INDO, SUL, RIF et TRO ont altéré la sécrétion des VLDL. Ces 7 derniers médicaments ont réduit les niveaux d'ARNm des gènes jouant un rôle majeur dans l'assemblage des VLDL et induit également un stress du réticulum endoplasmique (RE). Ainsi, en l'absence de dysfonction mitochondriale sévère, la stéatose induite par les médicaments peut être déclenchée par différents mécanismes, bien que l'altération de la sécrétion de VLDL semble plus fréquemment impliquée, peut-être en raison d’un stress du RE.

Steatosis is a liver lesion reported with numerous pharmaceuticals. Prior studies showed that severe impairment of mitochondrial fatty acid oxidation (mtFAO) constantly leads to lipid accretion in liver. However, much less is known about the mechanism(s) of drug-induced steatosis in the absence of severe mitochondrial dysfunction, although previous studies suggested the involvement of mild-to-moderate inhibition of mtFAO, increased de novo lipogenesis (DNL) and impairment of very low-density lipoprotein (VLDL) secretion. The objective of our study, mainly carried out in human hepatoma HepaRG cells, was to investigate these 3 mechanisms with 12 drugs able to induce steatosis in human: amiodarone (AMIO, used as positive control), allopurinol (ALLO), D-penicillamine (DPEN), 5-fluorouracil (5FU), indinavir (INDI), indomethacin (INDO), methimazole (METHI), methotrexate (METHO), nifedipine (NIF), rifampicin (RIF), sulindac (SUL) and troglitazone (TRO). Hepatic cells were exposed to drugs for 4 days with concentrations inducing loss of cellular ATP always below 30% of the controls and not exceeding 100xCmax. Among the 12 drugs, AMIO, ALLO, 5FU, INDI, INDO, METHO, RIF, SUL and TRO induced steatosis in HepaRG cells. AMIO, INDO and RIF decreased mtFAO. AMIO, INDO and SUL enhanced DNL. ALLO, 5FU, INDI, INDO, SUL, RIF and TRO impaired VLDL secretion. These 7 drugs reduced the mRNA levels of genes playing a major role in VLDL assembly and also induced endoplasmic reticulum (ER) stress. Thus, in the absence of severe mitochondrial dysfunction, drug-induced steatosis can be triggered by different mechanisms, although impairment of VLDL secretion seems more frequently involved, possibly as a consequence of ER stress.