Rôle de l'épigénétique dans la régulation des collagènes dans les chondrocytes articulaires humains : nouveaux aspects pour la compréhension de l'homéostasie du cartilage

The role of epigenetics in the regulation of collagens in human articular chondrocytes : new insight for cartilage homeostasis

• Auteur / Autrice : Anne-Laure Durand
• Direction : Jérôme Lafont
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie
• Date : Soutenance le 07/12/2017
• Etablissement(s) : Lyon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de Biologie Moléculaire Intégrative et Cellulaire (Lyon ; 1999-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Biologie tissulaire et d'ingénierie thérapeutique (Lyon ; 2013-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université Claude Bernard (Lyon ; 1971-....)
• Jury : Président / Présidente : Jérôme Lamartine
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Arnaud Bianchi, Frédéric Mallein-Gérin
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Martine Cohen-Solal, Magali Demoor

Mots clés

Mots clés contrôlés

Chondrocytes

Cartilage

Méthylome

Mots clés libres

LSD1

Méthylation de l'ADN

Cartilage

Chondrocyte

LSD1

DNA methylation

Cartilage

Chondrocyte

Résumé

Le cartilage articulaire est un tissu avasculaire ayant une faible capacité de régénération. Ce tissu est essentiellement constitué d’un type cellulaire, les chondrocytes, inclus dans une matrice extracellulaire abondante et de composition très spécifique. L’arthrose, la maladie touchant le cartilage la plus fréquente, est caractérisée par la perte progressive de cette matrice extracellulaire, ce qui conduit à l’érosion des surfaces articulaires. Les causes sont multiples et encore mal comprises: inflammation, génétique, mécanique etc... Plusieurs études ont récemment mis en évidence l’implication des mécanismes épigénétiques dans la réponse des chondrocytes aux cytokines inflammatoires (contribuant au catabolisme du tissu).Notre but a été d’étudier le rôle encore peu exploré de ces mécanismes dans la synthèse de la matrice extracellulaire du cartilage (contribuant à l'anabolisme). En utilisant des chondrocytes articulaires humains en culture primaire, nous avons identifié des marques de méthylation de l'ADN étroitement associées à l’expression de gènes codant les principaux composants de la matrice cartilagineuse. Ceci apporte un nouvel éclairage sur l’instabilité du phénotype chondrocytaire. De plus, nous décrivons pour la première fois l'implication de la lysine déméthylase LSD1 (une enzyme modifiant l'état de la chromatine dont l’expression est augmentée dans le cartilage arthrosique), dans la régulation génique d'un collagène du cartilage, le collagène de type IX. L’ensemble des résultats met en évidence de nouveaux mécanismes de régulation génique dans les chondrocytes articulaires, qui pourraient être impliqués dans le développement de l’arthrose

The articular cartilage is an avascular tissue displaying a very limited regenerative capacity. This tissue is mainly composed of one cell type, the chondrocytes, which are embedded within an abundant and highly specialized extracellular matrix. Osteoarthritis, which is the most common joint disease, is characterized by the progressive loss of that matrix, leading to the erosion of articular surface. The causes of this pathology are multiple (genetic, biomechanical, inflammatory…) and are still not fully understood. Several studies have recently highlighted the involvement of epigenetic mechanisms in the chondrocyte response to inflammatory cytokines (contributing to cartilage catabolism).The aim of our work was to investigate the unexplored role of the epigenetic mechanisms in the ability of chondrocytes to synthesize the cartilage-specific matrix (contributing to cartilage anabolism). Using primary culture of human articular chondrocytes, we identified a DNA methylation profile closely associated with the expression of the genes encoding the main structural components of the extracellular matrix. These findings bring new insights in the comprehension of chondrocyte phenotype instability. Moreover, we report for the first time the involvement of the lysine demethylase LSD1, a chromatin-modifying enzyme highly expressed in osteoarthritic tissue, in the gene regulation of COL9A1, a cartilage-specific collagen. Altogether, these results highlight new mechanisms of gene regulation in articular chondrocytes, which may be involved in the development of osteoarthritis