Effet des acides gras saturés sur la reprogrammation métabolique des macrophages humains

Abstract

Actuellement, l’obésité est considérée comme une épidémie mondiale et un véritable problème pour la santé publique parce qu’elle affecte tous les groupes d'âge dans les pays développés et en cours de développement. Plusieurs maladies métaboliques sont associées à l’obésité telles que des maladies cardiovasculaires, la résistance à l’insuline, le diabète de type 2 et certains cancers. Au cours de l’obésité, une inflammation dite de bas grade est initiée au niveau du tissu adipeux viscéral par un recrutement massif de macrophages (ATMs, adipose tissue macrophages). Des données récentes de la littérature indiquent que les ATMs de souris ou patients obèses adoptent une polarisation pro-inflammatoire distincte de la polarisation M1 induite par le LPS qui semble, au moins partiellement, attribuée à un environnement riche en lipides. Afin de mieux caractériser le phénotype des ATMs chez les patients obèses et de mieux comprendre les programmes transcriptionnels sous-jacents, mon laboratoire d’accueil a réalisé le séquençage de l’entièreté du transcriptome (RNAseq) de macrophages humains (MDMs, Monocyte-Derived Macrophages) traités avec le stéarate ou C18:0. L’analyse GSEA (Gene Set Enrichment Analysis) a montré un profil de reprogrammation métabolique impliquant les voies de la glycolyse et de la synthèse de lipides. Dans ce mémoire, nous avons investigué la reprogrammation du métabolisme lipidique dans les MDMs traités avec le C18:0. Nous avons mis en évidence l’augmentation de l’expression de 6 gènes identifiés dans le RNAseq impliqués dans la synthèse lipidique par des qRT-PCR et des Western blotting. Grâce aux analyses lipidomiques, un profil de lipogenèse de novo caractérisé par une augmentation de certaines espèces phospholipidiques saturées et mono-insaturée et une diminution des formes poly-insaturées a été révélé. L’étape suivante a été l’utilisation de différents inhibiteurs pour élucider les mécanismes moléculaires impliqués dans l’activation des gènes d’intérêt impliqués dans le métabolisme lipidique. On a montré que : - Le stéarate doit pénétrer dans les macrophages et être activé en stéaroylCoA pour activer la transcription de ces 6 gènes. - Le TLR4 et autres TLRs ne semblent pas impliqués. - La branche IRE1/XBP1s de l’UPR joue un rôle important. Ces résultats renforcent notre hypothèse de départ suggérant que la polarisation des macrophages par les acides gras saturés est distincte de la polarisation classique M1 induite par le LPS. Comme la majorité de nos gènes d’intérêt(FASN, FADS-1, SREBP-1 lui-même et LPIN-1) sont connus pour être régulés par SREBP-1.Nous avons examiné si le traitement avec le C18:0 était capable d’induire le « processing » de SREBP-1 dans les macrophages. Un léger clivage aux temps 4h et 6h été observé. V Il faudrait réaliser le western blotting sur les extraits nucléaires pour observer un signal plus important et tester des temps plus longs. La suite été de savoir comment le C18:0 pourrait-il conduire au « processing » de SREBP-1 ? Un mécanisme possible impliquerait l’activation du complexe mTORC1. n’avons pas pu confirmer l’activation de cette voie après 2h de traitement des MDMs avec le C18:0 par la mise en évidence de la phosphorylation du substrat p70S6K de mTORC1. Une cinétique plus longue serait probablement plus judicieuse pour observer une activation de mTORC1 en réponse au C18:0. Si une activation de mTORC1 est confirmée et que le WB anti-SREBP est optimalisé pour voir les formes matures de SREBP, il serait intéressant de tester l’effet d’inhibiteurs de mTORC1 (Rapamycin et torin) sur le « processing » de SREBP en réponse au C18:0. L’hypothèse de l’implication de la voie XBP1-s/SREBP-1 pourrait être évaluée en étudiant l’effet d’inhibiteurs (IRE1, SREBP-1) ou de siRNA ciblant XBP1 ou SREBP-1 sur l’expression de ces 6 gènes (qRT-PCR), sur la lipogenèse de novo (incorporation d’acétate 14C) et la synthèse de phospholipides (analyse lipidomique).