Intérêt du RAGE comme biomarqueur circulant : du sRAGE aux autoanticorps anti-sRAGE

Value of RAGE as a circulating biomarker : from sRAGE to anti-sRAGE autoantibodies

• Auteur / Autrice : Rodrigo Lorenzi
• Direction : Éric Boulanger
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biochimie et biologie moléculaire
• Date : Soutenance le 23/09/2013
• Etablissement(s) : Lille 2
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Biologie-Santé (Lille ; 2000-....)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Obésité

Auto-immunité

Dissertations universitaires

Marqueurs biologiques

Obésité

Autoimmunité

Marqueurs biologiques

Mots clés libres

RAGE

SRAGE

Marqueurs biologiques

Autommunité

Obésité

Receptor for advanced glycation end-products

Résumé

Les pathologies cardio-vasculaires (CVD) représentent la principale cause de morbidité et demortalité dans le monde. Le risque de CVD augmente avec l’âge, le tabagisme, le diabète, les dyslipidémies, l’obésité et l’insuffisance rénale. L’incidence et la prévalence des CVD nécessitent le développement de stratégies de prévention et de traitement, et la recherche de nouveaux biomarqueurs. Le récepteur aux produits de glycation avancée (RAGE) est impliqué dans plusieurs pathologies métaboliques ou inflammatoires. L’activation du RAGE par ses multiples ligands, i.e. produits de glycation avancée (AGE), protéines de la famille S100 et amphotérine (HMGB1) induit une cascade pro-inflammatoire. La forme soluble du RAGE (sRAGE) a été proposée comme biomarqueur du risque vasculaire, de la sévérité et du devenir des CVD, particulièrement chez les patients diabétiques ou insuffisants rénaux. Cependant, les données sont contradictoires et des corrélations positives et négatives sont observées pour une même pathologie. L’importance de l’axe ligand-RAGE dans les processus pathologiques et le large éventail de molécules se liant au RAGE (des protéines proinflammatoires aux auto-anticorps), justifient le présent travail. Au cours du présent travail, dans un premier temps, nous avons d’abord étudié les effets des ligands du RAGE et des auto-anticorps anti-sRAGE récemment décrit, sur la quantification du sRAGE en ELISA. Nous supposons que l’interaction entre le sRAGE et ces molécules pourrait perturber le dosage du sRAGE. Dans un deuxième travail, nous avons évalué les variations du taux de sRAGE et des auto-anticorps anti-sRAGE après chirurgie bariatrique d’une obésité morbide. Les ligands du RAGE (Nε-carboxyméthyllysine, S100A6, S100A12, S100B, HMGB1 et peptide β-amyloïde) se fixent au sRAGE en différents sites et pourraient potentiellement interférer dans sa quantification par l’intermédiaire d’un masquage d’épitope. Nous avons incubé ces ligands, à des concentrations physiologiques et pathologiques, avec du sRAGE recombinant et du sérum pour évaluer leur effet sur le dosage du sRAGE. Des auto-anticorps anti-sRAGE ont été identifiés et purifiés et leur effet sur le dosage de sRAGE a été évalué. La présence des ligands ou d’autoanticorps anti-sRAGE ne modifie pas le dosage du sRAGE recombinant ou sérique. L’obésité favorise les dyslipidémies, les perturbations glycémiques et l’inflammation, conditions au cours desquelles le RAGE pourrait jouer un rôle important. Nous avons étudié les variations des taux sériques du sRAGE et de ses auto-anticorps et leur évolution avec l’amélioration métabolique des sujets obèses après chirurgie bariatrique. Les patients ont été sélectionnés au sein d’une cohorte déjà établie (Patient présentant une obésité morbide et candidat à une chirurgie de bypass gastrique, ABOS, Lille). Les patients présentant des facteurs pouvant modifier les niveaux de sRAGE, tels qu’un traitement par statines, une insuffisance rénale chronique ou une hypertension,ont été exclus. Comparé au groupe contrôle, les taux de sRAGE et d’auto-anticorps étaientsignificativement plus élevés chez les patients obèses avant la chirurgie. Parallèlement à la baisse de l’indice de masse corporelle, les taux de sRAGE et d’anti-sRAGE ont été significativement diminués un an après la chirurgie. La baisse d’anti-sRAGE a été corrélée à l’augmentation des taux de HDL. Nous démontrons que les variations des taux de sRAGE constatées dans la littérature ne sont, à priori, pas dues à l’interaction des ligands du RAGE avec le sRAGE. D’autres hypothèses, comme la régulation de la formation et de la clairance du sRAGE, sont discutées. Nous avons, pour la première fois, démontré la présence d’auto-anticorps anti-sRAGE chez les patients obèses, et la diminution du taux de ces auto-anticorps après une chirurgie de bariatrique. Ces résultats suggèrent que l’obésité pourrait être responsable d’une réaction auto-immune contre le sRAGE.

Cardiovascular diseases (CVDs) are the leading cause of mortality and morbidity in the world. The risk of CVDs increases with age, tobacco, diabetes, dyslipidemia, obesity and kidney dysfunction. The incidence and prevalence of CVDs demands the development of efficient strategies for prevention and treatment, as well as new biomarkers. The receptor for advanced glycation end-products (RAGE) is implicated in several metabolic and inflammatory disorders. RAGE activation by its multiple ligands, i.e. advanced glycation end-products (AGEs), S100 proteins and amphoterin (HMGB1) induces pro-inflammatory events upon RAGE engagement. The soluble circulating form of RAGE (sRAGE) has been proposed as a biomarker of vascular risk, disease severity and outcome, especially in individuals with diabetes or kidney dysfunction. However, data is controversial since positive and negative correlations are observed for a same disease. Nevertheless, the importance of the ligand-RAGE axis in pathological processes and the wide range of RAGE-binding molecules (from pro-inflammatory proteins to autoantibodies), appreciates the present study.In this thesis, we first investigated effects of RAGE ligands and the recently described anti-sRAGE autoantibodies on sRAGE quantification. We hypothesized that interactions between sRAGE and these molecules could impair sRAGE quantification. On the second part, we evaluated the value of sRAGE and anti-sRAGE autoantibodies as biomarkers of metabolic improvement after bariatric surgery for morbid obesity. Patients were selected from the established cohort ABOS (Lille). RAGE ligands (Nε-carboxymethyllysine, S100A6, S100A12, S100B, HMGB1 and amyloid beta peptide) bind sRAGE at different sites and could potentially impair its quantification through epitope masking. We tested this hypothesis by incubating these ligands, from physiological to pathological concentrations, with recombinant sRAGE and serum to evaluate their effects on sRAGE quantification. Anti-sRAGE autoantibodies were identified and further purified and their effects on sRAGE measurement evaluated. The presence of ligands or anti-sRAGE autoantibodies did not impair recombinant or serum sRAGE quantification. Obesity is a condition of dyslipidemia, glycemia deregulation and inflammation where RAGE is believed to play an important role. We aimed then to investigate the levels of sRAGE and its autoantibodies according to metabolic improvement in obese subjects submitted to weight loss surgery. Patients were highly selected from a well established cohort (morbidly obese patients eligible for gastric bypass, ABOS, Lille). Patients under statins treatment, with kidney dysfunction or hypertension, factors that could affect sRAGE levels, were excluded. In obese patients, significant higher levels of sRAGE and anti-sRAGE autoantibodies were observed before weight-loss surgery. In parallel to body-mass Index, both sRAGE and anti-sRAGE titers were significantly decreased one year after surgery.We demonstrate that the variations of sRAGE levels among the literature are, most likely, not due to an interaction between RAGE ligands and sRAGE. Other hypothesis like the regulation of sRAGE formation and clearance are further discussed. We have, for the first time demonstrated the presence of anti-sRAGE autoantibodies in obese subjects and that their levels decrease after bariatric surgery. Although our data suggest that morbid obese status leads to an autoimmune reactions against sRAGE. Together, our findings argue against sRAGE as a good biomarker but suggest that anti-sRAGE autoantibodies may have a potential implication to evaluate metabolic risk and autoimmunity associated to RAGE