Impact de la surexpression de l'ubiquitin-like FAT10 lors de la progression de la NASH sur l'expression et l'activité de PPARα

Impact of FAT10 overexpression during NASH progression on PPARα expression and activity

• Auteur / Autrice : Ludivine Clavreul
• Direction : Réjane Paumelle-Lestrelin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance le 25/10/2022
• Etablissement(s) : Université de Lille (2022-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Biologie-Santé (Lille ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Récepteurs Nucléaires, Maladies Métaboliques et Cardiovasculaires (Lille) - Récepteurs Nucléaires, Maladies Métaboliques et Cardiovasculaires - U1011
• Jury : Président / Présidente : Bart Staels
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Hervé Guillou, Catherine Postic

Mots clés

Mots clés contrôlés

Foie

Ubiquitines

Stéatose hépatique non alcoolique

Récepteur PPAR alpha

Foie

Ubiquitine

Stéatose hépatique non alcoolique

Mots clés libres

PPARα

Nash

Foie

Fat10

Ubd

Nafld

PPARα

Nash

Liver

Fat10

Ubd

Nafld

Résumé

Le Peroxysome Proliferator-Activated Receptor α (PPARα) est un récepteur nucléaire jouant un rôle clé dans la prévention de la stéatohépatite non-alcoolique (NASH) et constitue une cible thérapeutique prometteuse pour le traitement de cette maladie. Cependant, son expression est diminuée dans les foies des patients atteints de NASH. De plus, les agonistes de PPARα; en essais cliniques ne semblent pas être suffisamment efficace pour résoudre la maladie. L'étude des mécanismes de régulation de PPARα; lors de la progression de la NASH est donc cruciale pour mieux définir les stratégies thérapeutiques contre cette atteinte hépatique. Pour cela, dans le cadre de ce projet de thèse, une analyse transcriptomique de foies de patients atteints de NAFLD a été réalisée et les gènes surexprimés lors de la progression de la maladie ont été identifiés. Parmis ces gènes, se retrouve l'Human leukocyte antigen-F Associated Transcript 10 (FAT10 ou UBD) dont l'expression corrèle positivement avec la sévérité de la maladie et négativement avec l'expression de PPARα; dans les foies humains. FAT10 code pour une protéine de la famille des « ubiquitin-like » connue pour être impliquée dans le développement de l'hépatocarcinome. Cependant, son éventuel rôle dans le développement d'autres atteintes hépatiques, telles que la NASH, n'a pas été étudié à ce jour. Ainsi, l'objectif de cette thèse a été de caractériser l'expression de FAT10 in vivo lors de la progression de la NASH et d'étudier l'impact de FAT10 sur l'activité et l'expression de PPARα; dans ce contexte.Ainsi, la surexpression de Fat10 est retrouvée dans les foies des souris atteintes de NASH suite à différents régimes. L'étude des hépatocytes de ces souris démontre que cette surexpression est spécifique des hépatocytes dans lesquelles l'expression de Fat10 corrèle négativement à celle de Pparα;. Dans les foies des souris et des humains atteints de NASH ainsi que dans les hépatocytes humains surexprimant FAT10 une interaction entre FAT10 et PPARα; est mise en évidence. La diminution de l'expression de FAT10 in vitro favorise l'activité de PPARα; et le métabolisme des lipides. La surexpression de FAT10, au contraire, inhibe l'expression des gènes cibles de PPARα; et réprime le métabolisme des lipides. In vivo, ces résultats sont retrouvés puisque la surexpression de Fat10 dans le foie des souris réprime l'activité transcriptionelle de Pparα; en réponse à un jeûne et en réponse à un agoniste.L'ensemble de ces données montrent donc que FAT10 est surexprimée dans les hépatocytes lors du développement de la NASH. Cette surexpression est associée à une interaction entre FAT10 et PPARα; et à une inhibition de l'activité de PPARα; en réponse au jeûne et à un traitement par un agoniste. Ces résultats identifient donc FAT10 comme un nouveau régulateur négatif de l'activité de PPARα; dans un contexte de NASH.

The Peroxysome Proliferator-Activated Receptor α (PPARα) is a nuclear receptor playing a key role in the prevention of Non-alcoholic steatohepatitis (NASH). Thus, it is an interesting therapeutic target for the development of treatments against this disease. However, PPARα; expression is decreased in the livers of NASH patients and PPARα; agonists have lacked efficiency in the resolution of the disease. The study of the mechanisms involved in PPARα; regulation during NASH progression is crucial in order to determine better therapeutic strategies against this disease. In the context of this thesis, a transcriptomic analysis of NASH human livers was performed to identify the genes overexpressed during the disease progression. Among these genes, the Human leukocyte antigen-F Associated Transcript 10 (FAT10 or UBD) was found to correlate positively with NASH severity and negatively with PPARα; expression in human livers. FAT10 encodes for a protein part of the “ubiquitin-like” family which is known to be involved in the development of hepatocarcinoma. However, FAT10's role in the development of other hepatic diseases, such as NASH, has not been studied yet. Thus, this thesis aims at caracterizing Fat10 expression during NASH progression and to study the impact of FAT10 on PPARα; expression and activity in this context.Fat10 expression was assessed in several murine models of NASH. As FAT10 is known to interact with its targets to regulate their expression and activity, FAT10 interaction with PPARα; was measured by co-immunoprecipitation and Proximity Ligation Assay on human and murine livers in vivo, and on human hepatocytes cell lines in vitro. The impact of FAT10 modulation on PPARα; activity and expression was determined with human hepatocytes cell lines and a surexpression murine model induced by adenoviral infection.Fat10 overexpression is observed in the livers of mice during NASH development. The study of hepatocytes isolated from these mice shows that this overexpression is specific of the hepatocytes in which Fat10 expression correlates negatively with Pparα; expression. In human and murine livers overexpressing FAT10, an interaction between FAT10 and PPARα; is observed. FAT10 downregulation in vitro improves PPARα; activity and lipid metabolism. FAT10 overexpression in hepatocytes cell lines, on the contrary, inhibits PPARα; target genes expression and lipid metabolism. In vivo, these results are reproduced since Fat10 overexpression in mice livers represses Pparα; activity in response to fasting and agonist treatment.Altogether, these results demonstrate that FAT10 is overexpressed in hepatocytes during NASH progression. This overexpression leads to an interaction between FAT10 and PPARα; and to the repression of PPARα; activity in response to fasting or agonist treatment. Such data identify FAT10 as a new negative regulator for PPARα; during NASH development.