Exploration du rôle de la DNAaseIL3 dans la méta-inflammation associée à l’obésité et le diabète de type 2

Exploring the role of DNAse1L3 in obesity-associated metaflammation and type 2diabetes

• Auteur / Autrice : Amandine Ferrière
• Direction : Patrick Blanco
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Microbiologie - immunologie
• Date : Soutenance le 06/12/2022
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Talence, Gironde ; 1993-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : ImmunoConcEpT Immunologie Conceptuelle, Expérimentale et Translationnelle (Bordeaux ; 2003-....)
• Jury : Président / Présidente : Lucile Capuron
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Lucile Capuron, Agnès Lehuen, Elise Dalmas
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Agnès Lehuen

Mots clés

Mots clés contrôlés

Syndrome métabolique

Macrophages

Tissu adipeux

Résistance aux maladies

Obésité

Mots clés libres

DNAse1L3

Méta-Inflammation

Obésité

Macrophage

Immunité innée

Tissu adipeux

DNAse1L3

Metainflammation

Obesity

DNA sensing

Macrophage

Adipose Tissue

Résumé

L’obésité est un problème de santé mondial qui touche 13% de la population mondiale. Le développement du syndrome métabolique et les complications graves associées à l’obésité sont attribués à l’inflammation chronique de bas grade qui se produit dans les tissus métaboliques tels que le tissu adipeux viscéral (VAT). Récemment, il a été démontré que l’ADN du soi, qui s’accumule chez les personnes obèses, active de manière aberrante les réponses immunitaires innées et contribue à l’inflammation du tissu adipeux blanc. Alors que les désoxyribonucléases (DNASES), en particulier la DNASE1L3, régulent les niveaux d’ADN du soi, aucune étude n’a évalué leurs rôles et leurs régulations dans l’obésité.Objectif. Nous avons voulu définir le rôle de la DNASE1L3 dans la régulation du potentiel immuno-stimulateur de l’ADN du soi au cours de l’obésité et évaluer si sa dérégulation joue un rôle dans l’inflammation du VAT chez les sujets obèses.Méthodes. Des souris Dnase1l3-/- et des souris témoins ont été nourries avec un régime normal et un régime riche en graisses pendant 13 semaines. La prise pondérale et les paramètres métaboliques tels que la glycémie, la lipidémie et la fonction hépatique ont été évalués à intervalles réguliers. À la fin de l’étude, l’inflammation du VAT a été déterminée par cytométrie de flux et l’expansion du tissu adipeux et de la stéatose hépatique ont été quantifiés par histologie. Les niveaux d’ADN du soi circulant (totaux et associés aux microparticules (MPs)) ont été quantifiés dans le plasma des patients obèses et d’individus sains. Enfin, nous avons mesuré l’expression de la DNASE1L3 simultanément dans la plupart des cellules mononucléées du sang périphérique (PBMC) humain, provenant d’individus obèses et sains, par hybridation in situ en fluorescence basée sur la cytométrie en flux (Flow-FISH). L’activité de la DNASE a été mesurée par diffusion radiale unique de l’enzyme (SRED) et en utilisant un nouveau test d’activité basé sur les propriétés intercalante de l’ADN de la molécule fluorescente PicoGreenTM.Résultats. En utilisant un modèle murin d’obésité induite par l’alimentation, nous avons montré que le déficit en Dnase1l3 i) augmente la prise de poids, ii) exacerbe le développement du syndrome métabolique, iii) accélère l’établissement de la stéatose hépatique, et iv) induit une augmentation des macrophages pro-inflammatoires infiltrant le WAT. Chez l’Homme, les niveaux d’ADN du soi circulant sont plus élevés chez les patients obèses et positivement corrélés à l’étendue/la gravité de l’obésité. Et, alors que l’expression de la DNASE1L3 est similaire dans les PBMC des patients obèses et des donneurs sains, l’activité DNASE globale est réduite dans l’obésité.Conclusion. Par conséquent, la DNASE1L3 joue un rôle important dans la régulation de l’inflammation et du syndrome métabolique associés à l’obésité in vivo. En outre, la fonction de la DNASE est altérée chez les personnes obèses, ce qui contribue probablement à l’altération des niveaux d’ADN du soi systémiques. Une étude plus approfondie des mécanismes d’action de la DNASE1L3 permettra de faire la lumière sur cette nouvelle boucle pathogène dans l’inflammation médiée par l’obésité et conduira au développement de nouveaux outils thérapeutiques essentiels pour les patients obèses.

Obesity is a global health issue affecting 13% of the world population. The development of metabolic syndrome and complications associated with obesity are attributed to the chronic low-grade inflammation that occurs in metabolic tissues such as the visceral adipose tissue (VAT). Recently, cell-free self-DNA (cfDNA), which accumulates systemically in obese individuals, was shown to contribute to VAT inflammation and consequently to development of metabolic syndrome. While deoxyribonucleases (DNASES) regulate endogenous levels of cfDNAs, no study has evaluated their functions in obesity-mediated inflammation.Objective. We aimed to define DNASE1L3 role in the regulation of cfDNA immunostimulatory potential during obesity and whether its dysregulation plays a role in VAT inflammation in obese subjects.Methods. Dnase1l3 deficient and wild type control mice were fed with a normal and high fat diet during 13 weeks and their body weight gain, metabolic parameters and hepatic function were evaluated at regular intervals. At endpoint, VAT inflammation was determined by flow cytometry and the extent of VAT expansion and liver steatosis were quantified by histology. Plasma level of cfDNA was measured by quantitative PCR, while DNASE1L3 expression in peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) was assessed by flow cytometry-based fluorescence in situ hybridization (Flow-FISH), in healthy and obese individuals. Finally, the total DNASE activity of our cohort of patients was evaluated by single radial enzyme-diffusion (SRED) and a new DNASE activity assay based on the PicoGreenTM fluorescent dye.Results. Using a mouse model of diet induced obesity, we showed that Dnase1l3 deficiency exacerbated i) weight gain, ii) metabolic syndrome, iii) hepatic steatosis, and iv) VAT inflammation. Plasma cfDNA levels were higher in obese individual and positively correlated with severity of obesity. While the expression of DNASE1L3 was not modulated in obese patients, plasma DNASE activity was decreased compared to healthy controls.Conclusion. Therefore, DNASE1L3 plays an important role in the regulation of obesity-associated inflammation and metabolic syndrome in vivo. In addition, DNASE function is impaired in obese individuals likely contributing to the alteration of systemic cfDNA levels. Validation of these results could lead to the development of new therapeutic tool, long-awaited in obesity, and based on strategies that reconstitute of enhance DNASE1L3 activity