Pcsk9 : régulation et implication dans le syndrome métabolique

PCSK9: regulation and implication in the metabolic syndrome

• Auteur / Autrice : Sanae Kourimate
• Direction : Patrick Nguyen, Philippe Costet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Médecine. Nutrition et métabolisme
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Nantes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Biologie-Santé Nantes-Angers (2008-2021)
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Nantes Université. Pôle SantéUFR Médecine et Techniques Médicales (Nantes)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Fibrates

Cellules hépatiques

Hypercholestérolémie familiale

Lipoprotéines de basse densité

Sérine-protéases

Résumé

Proprotein convertase subtilisin/kexin type 9 (PCSK9) est une serine protéase, jouant un rôle important dans la régulation des niveaux de cholestérol circulant. Les mutations gains de fonctions de PCSK9 sont associées à une hypercholestérolémie autosomale dominante due à une élévation des concentrations en Low Density Lipoprotein associées au cholestérol (LDLc). A l'inverse, des mutations perte de fonction de PCSK9, sont associées à une diminution de ces concentrations et à une réduction de 88% du risque d'apparition de maladies coronariennes. Dans le réticulum endoplasmique, Pro-PCSK9 subit un autoclivage indispensable à sa maturation et à sa sécrétion. PCSK9 circulante se lie au domaine EGF-A du récepteur aux LDL (LDLR) et entraîne sa dégradation lysosomale. Tout comme le LDLR, PCSK9 est positivement régulé par les statines via le Sterol Responsive element Binding Protein -2 (SREBP2). Les statines sont très utilisées en clinique pour leurs effets hypocholestérolémiants, ajouter des inhibiteurs de PCSK9 pourrait améliorer leur efficacité. Le premier objectif a été de caractériser la régulation négative de PCSK9 par le récepteur nucléaire Peroxisome Proliferator Activated Receptor alpha (PPARα) et ses agonistes synthétiques : les fibrates. Les résultats obtenus in vitro sur des lignées d’hépatocytes humains révèlent que l’activation de PPARα réprime la transcription de PCSK9 -via une répression de son promoteur- suppriment son activation par les statines, et potentialise l’effet des statines sur l’activité du LDLR. De plus, ces résultats révélèrent que la furine et PC5/6A -deux protéines convertases qui dégradent PCSK9- sont également régulées positivement par PPARα. Au-delà de PCSK9, cette étude a permis d’identifier une nouvelle famille d’enzyme régulée par les fibrates : les pro-protéines convertases. La deuxième partie de mes travaux de thèse a porté sur la mise au point d’un test flurorométrique de dosage de l’activité autocatalytique de PCSK9. La spécificité de notre approche a été de considérer non pas la protéine recombinante purifiée, qui semble dépourvue d’activité pour une raison inconnue, mais la forme endogène des hépatocytes. Après avoir validé ce test sur des hépatocytes primaires de souris PCSK9-/-, je l’ai appliqué à l’étude de divers mutants de PCSK9. Enfin, suite aux travaux du laboratoire sur la régulation de PCSK9 par l'insuline, j’ai également caractérisé l’expression de PCSK9 dans divers modèles animaux de diabète et d’insulinorésistance. PCSK9 est une cible thérapeutique sérieuse pour diminuer le LDL-c. D'après ces résultats, l’inhibition transcriptionnelle de PCSK9 par les fibrates semble être très prometteuse. Cependant, en clinique les fibrates sont préférentiellement utilisés pour leurs propriétés hypotriglycéridémiantes, puisque leurs effets sur le cholestérol restent limités. Existerait-il in vivo un mécanisme inhibiteur de cette voie? L'identifier serait une des perspectives qu'ouvre cette thèse.

Proprotein convertase subtilisin/kexin type 9 (PCSK9) is a member of the serine protease family. Gain of function mutations within PCSK9 are associated with dominant forms of familial hypercholesterolemia. Inversely, humans harbouring loss of function mutations have a significant plasma LDLc reduction and a 88% decrease of the risk of coronary heart disease. In the endoplasmic reticulum Pro-PCSK9 undergoes an autocalytique clivage that is crucial for its secretion. Then, this secreted protein binds to the EGF-A domain of the LDLR and targets it to the lysosomes rather than to the cell surface. Both PCSK9 and the LDLR are up-regulated by statins via SREBP2. Using PCSK9 inhibitors may optimize the effects of this hypocholesterolemic drug. The first aim of my thesis was to investigate in vitro the mechanisms of PCSK9 repression by the fibrates which are PPARα synthetic agonists. Activation of PPARα down-regulates PCSK9 transcription at the promoter level and increase the expression of two others Proprotein convertases: furin and PC5/6A which are known to degrade PCSK9. Fibrates counteracts PCSK9 induction by statins and amplifies the effects of this hypocholesterolemic drugs on the LDLR acitivity. The second part of my studies was based on measuring the endogenous cleavage activity of PCSK9, using a fluorogenic peptide corresponding to the cleavage site of Pro-PCSK9. After validation of the specificity of this assay on mice primary hepatocytes from PCSK9-/-, I applied it to the test of several PCSK9 variants. The final part of my studies dealt about the characterisation of PCSK9 expression in diabetic and insulin resistant animal models. PCSK9 is an attractive therapeutic target for lowering plasma LDLc levels. This study clearly showed that PCSK9 transcriptional inhibition by fibrates might be envisaged in combination with statins. However, in vivo, in humans, the fibrates are rather known for their hypotriglyceridemic properties. The limited effect of fibrates on lowering LDLc might be explained by a counteracting pathway. Identifying this pathway is one of the promising perspectives of this thesis.