TACE/ADAM 17 et disponibilité biologique du TNF[Tumor Necrosis Factor]-alpha (rôle dans le développement de l'athérosclérose)

Le développement de l athérosclérose est étroitement associé aux processus immunoinflammatoires. J ai étudié l implication des formes membranaire (tmTNF) et soluble (sTNF) du TNFa et de l enzyme de conversion du TNF (TACE/ADAM17) dans l athérosclérose.L utilisation de souris transgéniques soumises à une athérosclérose nutritionnelle, montre que la présence exclusive d un transgène non clivable du tmTNF n empêche pas la formation des lésions précoces mais en réduit significativement leur état inflammatoire caractérisé par une diminution des macrophages. En revanche, la déficience en TNF empêche totalement la formation des lésions (Canault et al. Atherosclerosis 2004). Nous avons émis l hypothèse que le tmTNF pouvait réduire la réactivité inflammatoire de la cellule endothéliale aortique. Les résultats ne montrent pas de modifications majeures du profil de sécrétion des cytokines par les cellules endothéliales exprimant exclusivement le tmTNF non clivable ce qui semble écarter la cellule endothéliale dans les phénomènes observés in vivo. (Canault et al. Thromb.Haemost. 2004). Ces résultats nous ont conduit, à étudier le rôle d ADAM17 dans l athérosclérose.Nous avons montré dans la souris apoE-/-, qu ADAM17 est exprimée dans les lésions athéromateuses aortiques et que cette expression suit la progression des lésions au cours du temps. Cette augmentation de TACE dans les lésions de l aorte rend compte d une capacité plus élevée de l aorte à libérer ex vivo les TNFR1 et TNFR2, substrats d ADAM17 et probablement aussi de l augmentation de la concentration plasmatique en ces récepteurs. Ces données suggèrent que dans la lésion athéroscléreuse, ADAM17 participe à la réaction inflammatoire et contribue à l élévation des taux circulants des récepteurs au TNF (Canault et al. Atherosclerosis, 2005 ). Dans les plaques humaines issues d endartériectomie carotidienne, ADAM17 est présente dans des zones acellulaires où sont présentes aussi des microparticules (MP). Nous avons montré que les MP de la plaque portaient la forme active d ADAM17 à leur surface et que ces MP étaient actives aussi bien in vitro sur un substrat synthétique mimétique de la zone de clivage du TNF que sur des cellules endothéliales en culture exprimant le TNF et le TNFR1. Ces données suggèrent fortement qu ADAM17 portée par les MP contribue à la régulation du processus inflammatoire lié à la formation des lésions d athérosclérose (Canault et al. soumis). En conclusion, mes résultats ont permis d avancer dans la connaissance du rôle des formes moléculaires du TNF dans l athérosclérose soulignant ainsi le rôle potentiel d ADAM17, protéase que nous mettons en évidence dans les lésions. Ces résultats ouvrent la voie à d autres recherches ayant pour objectifs d établir ADAM17 comme un acteur important de la régulation du potentiel pro-inflammatoire dans l athérosclérose.Abstract: The initiation of atherosclerosis is closely related to the immuno-inflammatory processes. TNFa (TNF) is produced as a transmembrane form (tmTNF) cleaved by TACE/ADAM17 into the soluble form (sTNF). During my Ph.D. thesis, I studied the implication of these molecular forms of TNF and of TACE/ADAM17 in atherosclerosis. To this end, we used three groups of mice: one expressing the wild type form of TNF (sTNF and tmTNF), one the uncleavable form of tmTNF, and one deficient in TNF, all studied in nutritional or genetic model of atherosclerosis. We showed that TNF deficiency significantly reduced the development of atherosclerotic lesions (Canault et al. Atherosclerosis 2004) and that tmTNF partly supported TNF effect depending on the vascular area considered. Then, we hypothesized that TNF phenotypes could influence the inflammatory reactivity of macrophages and aortic endothelial cells. Results showed that in macrophages, sTNF supports the expression of IL-6 and RANTES and tmTNF accounts for MCP-1 expression. TNF phenotype does not modify significantly the cytokine secretion profile of endothelial cells (Canault et al. Thromb. Haemost. 2004). These data underline the role of TNF phenotypes on macrophage inflammatory properties (manuscript in preparation). These results led us to study the role of TACE/ADAM17 in atherosclerosis. We showed that in apoE knock-out mice fed a high-fat diet, the expression of ADAM17 examined in aortic sinus and arch increased during atherosclerosis. This increase may account for the enhanced capability of aorta and macrophages to release ex vivo TNFR1 and TNFR2 that are also ADAM17 substrates and probably for the increased TNFR plasmatic concentrations during atherosclerosis (Canault et al. Atherosclerosis 2005). In human atherosclerotic plaques, ADAM17 is expressed on cellular but also acellular materials that we hypothesized to be microparticles (MP). We showed that plaque MPs carry active form of ADAM17 at their surface. These MPs are active in vitro on a synthetic substrate that mimics the cleavage zone of proTNF as well as on cultured endothelial cells expressing TNF and TNFR1 at their surface. These data strongly suggest that MPs participate to the regulation of TACE-dependent inflammatory processes being held in atherosclerotic lesion (Canault et al. submitted). To conclude, these results point out the role of the different forms of TNF on atherosclerosis, emphasizing ADAM17 as a key enzyme regulating inflammation linked to the equilibrium between these forms. This work opens new research areas aiming to determinate the role of ADAM17 in the regulation of inflammation in various pathologies in which inflammation is predominant (atherosclerosis, obesity).AIX-MARSEILLE2-BU Méd/Odontol. (130552103) / SudocPARIS-BIUP (751062107) / SudocSudocFranceF

ETUDE DE LA SYNTHESE DE L'INHIBITEUR DES ACTIVATEURS DU PLASMINOGENE DE TYPE 1 (PAI-1) (SA REGULATION AU COURS DE LA DIFFERENCIATION MONOCYTAIRE ET SA MODULATION PHARMACOLOGIQUE PAR LES STATINES (DOCTORAT : NUTRITION))

AIX-MARSEILLE2-BU Méd/Odontol. (130552103) / SudocPARIS-BIUM (751062103) / SudocPARIS-BIUP (751062107) / SudocSudocFranceF

Perturbateurs endocriniens et maladies métaboliques : un défi majeur en santé publique

International audienc

PCB, diabète de type 2 et obésité: Approches cellulaire, moléculaire et expérimentale de l’effet des polychlorobiphényles (PCB) sur la biologie de l’adipocyte : implications dans le diabète et l’obésité

Les polluants organiques persistants (POP) sont des substances qui sont difficilement détruites dans l’environnement et qui s’y stockent. Ils contaminent aussi les organismes vivants et s’accumulent tout au long de la chaîne alimentaire. Les polychlorobiphényles (PCB) sont l’exemple type de ces POP auxquels nous sommes tous exposés à des degrés divers. Cependant les mécanismes biologiques qui seraient à l’origine de l’effet des PCB demeurent méconnus. L’étude met en œuvre deux approches complémentaires : la première entreprise chez la souris et la seconde réalisée in vitro au moyen de cultures cellulaires d’adipocytes humains

Lipides peroxydés et réaction immuno-inflammatoire dans l’athérosclérose

Inflammation is now considered as a critical process that closely escorts lipid disturbances in the initiation and progression of atherosclerosis. Oxidative process, particularly oxidation of LDL, by creating neo-epitopes, is a key initiator of the inflammatory reaction as it triggers both innate and adaptive immunity. This further induces the production of pro-inflammatory cytokines and the dysregulation of endothelial and hemostatic functions leading to atherosclerotic plaque growth and rupture. The specific role of some cytokines and receptors in the dysregulation of the Th1/Th2 response is now emerging to better approach the complex mechanisms inducing disturbances of the immunoinflammatory process in atherosclerosis

Les deux visages d’ADAM17 dans l’inflammation

La métalloprotéase ADAM17 (a disintegrin and metalloprotease17) est une protéine transmembranaire de type I, responsable de la protéolyse de nombreux substrats à la surface cellulaire. Sa structure, sa biologie et ses fonctions seront décrites dans cet article, ainsi que son rôle dans l’inflammation et certaines pathologies comme l’athérosclérose et l’obésité. La grande diversité des substrats clivés par ADAM17 et l’extrême complexité de la régulation de sa fonction, laissent entrevoir un domaine de recherche passionnant dont l’exploration aidera à la compréhension des mécanismes physiologiques et physiopathologiques dans lesquels ADAM17 est impliquée

Les statines en thérapeutique cardiovasculaire

Les dyslipidémies athérogènes sont responsables de la plupart des accidents cardiovasculaires ischémiques, qui restent dans les pays industrialisés une des causes majeures de morbidité et de mortalité. Une conduite nutritionnelle adaptée permet parfois de corriger l’excès de lipides circulants, mais lorsqu’elle s’avère insuffisante, la thérapeutique médicamenteuse s’impose. Les inhibiteurs de l’hydroxy-méthylglutaryl-coenzyme A (HMG-CoA) réductase, ou statines, ont il y a plus de dix ans révolutionné le traitement de l’hypercholestérolémie. Cependant, il semble de plus en plus évident que le bénéfice thérapeutique de cette classe de médicaments dépasse celui imputable à la seule baisse du cholestérol circulant puisque les statines, de par leur mode d’action intracellulaire, modulent favorablement l’expression et l’activité de différentes protéines impliquées dans la fonction vasculaire. Grâce à leur extrême diversité d’action sur le compartiment vasculaire, ces molécules sont bien sûr un atout thérapeutique essentiel, mais représentent également un outil pharmacologique pouvant aider le chercheur à évaluer les modifications post-traductionnelles des protéines de signalisation, ainsi que les conséquences de ces modifications sur la régulation de l’expression des gènes

Proinflammatory properties of murine aortic endothelial cells exclusively expressing a non cleavable form of TNFalpha. Effect on tumor necrosis factor alpha receptor type 2.

Soluble (sTNF) and transmembrane (tmTNF) forms of TNFalpha (TNF) have distinct proinflammatory effects. We investigated whether tmTNF altered the synthesis of some proinflammatory proteins involved in atherothrombosis, in murine aortas and aortic endothelial cells (MAEC). Samples were obtained from wild-type (WT) mice and TNF-deficient mice that express a mutated non cleavable tmTNF transgene (tmTNFnc). The levels of secreted MCP-1, RANTES, IL-6, PAI-1, soluble ICAM-1, and soluble TNF receptor type 1 (TNFR1; CD120a) antigens, MMP-9 activity and of cell surface ICAM-1 were not significantly different between the two types of MAEC. The magnitude of endotoxin-stimulated production of RANTES, MCP-1 and IL-6 was similar in the two types of cells. Of note, the amount of synthesized TNF receptor type 2 (TNFR2; CD120b), measured by its secreted (in aorta and MAEC), intracellular and mRNA levels (in MAEC), was significantly 4-fold lower in tmTNFnc than in WT mice, both in basal and endotoxin-stimulated conditions. A neutralizing anti-TNF antibody or the recombinant murine TNF did not modify the magnitude of the difference in TNFR2 production between the two types of cells, suggesting a preponderant role of tmTNF in the down-regulation of TNFR2 synthesis. Macrophages of tmTNFnc mice also produced less TNFR2 than WT macrophages (-30%). Plasmas of tmTNFnc mice contained significantly less sTNFR2 than WT mice (-75%). In conclusion, an increase in tmTNF levels, rather than the lack of sTNF, significantly down-modulated TNFR2 synthesis in aortic endothelial cells, but had no major influence on the synthesis of some major pro-inflammatory and pro-atherothrombotic proteins