Effets pleiotropiques des statines : un rôle anti-inflammatoire impliquant la HO-1 et antifibrogénique impliquant la COX-2

Pleiotropic effects of statins : anti-inflammatory role implicating HO-1 and antifibrogenic role implicating COX-2

• Auteur / Autrice : Charbel Mouawad
• Direction : Ziad Mallat, Aida Habib
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie et pharmacologie de l'hémostase et des vaisseaux
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Paris 7

Mots clés

Mots clés contrôlés

Régulation de l'expression des gènes

Cyclooxygenase 2

Inflammation

Inhibiteurs de l'hydroxyméthylglutaryl-CoA réductase

Résumé

Les statines sont des inhibiteurs compétitifs de la HMG-CoA réductase, enzyme essentielle dans la voie du mévalonate aboutissant à la biosynthèse du cholestérol. Elles possèdent des propriétés anti-inflammatoires, antiprolifératives, anti-oxydantes et anti-thrombotiques leur conférant un puissant effet protecteur. Les hème-oxygénases sont les enzymes responsables du catabolisme de Thème pour libérer la Fe²⁺, la bilirubine et le monoxyde de carbone. Les deux derniers produits sont responsables des propriétés protectrices. Une large variété de stimuli est capable d'induire l'expression de la hème-oxygénase-1, l'isoforme inductible, y compris les endotoxines, les métaux lourds, les donneurs de l'oxyde nitrique et les statines. Cette régulation se fait essentiellement au niveau transcriptionelle. Les cyclo-oxygénases et les prostaglandines E synthases sont responsables de la libération de la PGE2 à partir de l'acide arachidonique. Les isoformes inductibles de ces deux enzymes sont la cyclo-oxygénase-2 et la prostaglandine E synthase microsomale-1. Elles sont impliquées dans multiples processus physiologiques et pathophysiologiques dans l'organisme. Le but de ce travail est d'étudier les effets bénéfiques des statines en explorant la régulation de la hème-oxygénase-1 et de la prostaglandine E₂. Dans un premier temps, nous avons montré que les statines induisent l'expression de la HO-1 dans les macrophages murins (lignées et primaires). Cette induction, temps et dose dépendante, implique une signalisation via l'oxyde nitrique dans les RAW 264. 7 et J774A. 1 (lignées) mais non dans les macrophages murins péritonéaux élicités de deux souches différentes de souris. Nous avons également montré que le C/EBPβ et PAP-1 sont parmi les facteurs de transcription activés lors de cette régulation. Les statines sont anti-inflammatoires et réduisent la libération de l'IL-6 et du TNFα induite par le LPS dans les macrophages péritonéaux isolés de souris C57BL/6. L'effet observé sur le TNFa impliquerait la HO-1. Pour explorer davantage la régulation transcriptionnelle du gène de la HO-1 par les statines, nous avons utilisés les fibroblastes murins NIH3T3 et montré que les statines activent le C/EBPβ et δ ainsi que les USF-1 et 2. L'effet des statines est contrôlé par la région 0. 149Kb proximale du promoteur de la HO-1. D'autre part, nous avons montré que les statines induisent l'expression de la cyclo-oxygénase-2 et de la prostaglandine E synthase microsomale-1 dans les myofibroblastes hépatiques humaines. L'induction est dépendante de la voie du mévalonate et particulièrement de la géranylgéranylation des Rhô A/C. Dans ce système, les statines sont capables d'induire la libération de la prostaglandine E2 ainsi que de l'AMP cyclique. Finalement, nos travaux suggèrent que les effets antiprolifératifs observés pour les statines impliqueraient la COX-2.

Statins are competitive inhibitors of the HMG-CoA reductase, the rate limiting enzyme in the mevalonate pathway leading to cholesterol biosynthesis. First described as lipid lowering agents, these molecules also play an anti-inflammatory, anti-oxidant and anti-thrombotic role. Heme-oxygenase-1 is the inducible form of heme-oxygenase, responsible for the degradation of heme into Fe²⁺ and the mainly protective bilirubin and carbon monox4de. A wide variety of stimuli is able to induce transcriptional régulation of heme-oxygenase-1 including heavy metals, nitric oxide donors and statins. Cyclo-oxygenase-2 and microsomal prostaglandin E synthase-1 are inducible enzymes responsible of the formation of the active metabolite prostaglandin E₂ from arachidonic acid. Our aim is to explore the beneficial effects of statins by studying the regulation of heme-oxygenase-1 and cyclo-oxygenase-2/ microsomal prostaglandin E synthase-1 in different cellular models. First we show that statins upregulate heme-oxygenase-1 protein expression in both cell line and primary murine macrophages. This upregulation is partially mediated by nitric oxide in RAW 264. 7 and J774A. 1. In RAW 264. 7, we describe a role of C/EBPβ and AP-1 in the statins response. In primary macrophages elicited form C57BL/6 mice, statins are anti-inflammatory. To further explore the transcriptional regulation of heme-oxygenase-1 by statins, we used a murine embryonic flbroblast cell line, NIH 3T3 and demonstrate an activation of the C/EBPβ and δ and USF-1 and 2 transcription factors by statins. Transfection experiments with different HO-1 promoter constructs show that the statins effect is mediated by thé 0. 149 Kb proximal promoter region. We also show that statins induce cyclo-oxygenase-2 and microsomal prostaglandin E synthase-1 protein expression and the release of prostaglandin E₂ and cyclic AMP in human hepatic myofibroblasts. The cyclo-oxygenase-2 induction is dependent on the mevalonate pathway and the geranylgeranylation of Rho A/C small G protein and could play a role in the anti-proliferative effect of statins observed in these cells.