Rôle de la protéine ADAMTS12 dans la progression des maladies hépatiques chroniques

Role of the protein ADAMTS12 in the progression of Chronic Liver Diseases

• Auteur / Autrice : Fida Azar
• Direction : Nathalie Théret, Mona Diab-Assaf
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Cancérologie
• Date : Soutenance en 2021
• Etablissement(s) : Rennes 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Biologie-Santé (Nantes)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : IRSET
• Jury : Président / Présidente : Laurent Duca
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Vincent Legagneux, Fidaa Bouezzedine
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Carine Le Goff, Frédéric Saltel

Mots clés

Mots clés contrôlés

Foie -- Maladies

Protéines ADAM

Fibrose

Cellules de Ito

Mots clés libres

Cellules étoilées

Fibrose

Adamts12

Foie

Senescence

Hepatic stellate Cells

Fibrosis

Adamts12

Liver

Senescence

Résumé

Les maladies chroniques du foie (CLD) sont associées au développement de la fibrose et caractérisées par un dépôt excessif de matrice extracellulaire (MEC), conduisant à une cirrhose et au carcinome hépatocellulaire (CHC). Lors d'une lésion hépatique, les hépatocytes endommagés déclenchent une réponse inflammatoire qui active les cellules étoilées hépatiques (CEH). Une fois activées, ces cellules se transdifférencient en myofibroblastes et produisent des composants de la MEC parmi lesquels les protéines de la famille des adamalysines (ADAM et ADAMTS). Quand le tissu est cicatrisé, la sénescence et d'autres mécanismes contribuent à la clairance ou à la réversion des CEHs. Récemment, nous avons identifié ADAMTS12 comme une adamalysine potentiellement impliquée dans la progression des CLDs. L’objectif de cette étude était d’explorer les fonctions cellulaires d'ADAMTS12 dans les CEH, et son rôle dans les CLDs. Chez les patients atteints de CHC, nous avons montré que l'expression d'ADAMTS12 est associée à l'agressivité et à la récidive des tumeurs. ADAMTS12 est exprimée par les CEH et par la lignée cellulaire LX-2 dérivée des CEH, mais pas par les hépatocytes. La fibrose induite par le CCl4 est exacerbée dans les souris ADAMTS12-/-. L’analyse transcriptomique de la lignée de CEH LX-2 montre une diminution de l'expression de PAI-I, un gène cible du TGF-β et un marqueur et médiateur de la sénescence lorsque l’expression d‘ADAMTS12 est réprimée par ARN-interférence (siADAMTS12). L'activation du TGF-β à partir de son précurseur LAP-TGF-β n’est pas affectée dans ce modèle mais on observe une diminution de la phosphorylation de smad2, suggérant que la répression du gène ADAMTS12 entraîne une inhibition de la voie SMAD de réponse au TGF-β. De plus, l’invalidation d'ADAMTS12 diminue la sénescence dans les LX-2. Par ailleurs, les données RNA-seq ont également montré une augmentation des gènes impliqués dans l'organisation du cil primaire dans les cellules siADAMTS12. L’immuno-détection d’une protéine du cil, ARL13b, a montré une augmentation du nombre de cils et une diminution de leur longueur dans les cellules siADAMTS12. De plus, l’absence d’ADAMTS12 dans LX-2 augmente le nombre de cellules en phase S. Nos résultats suggèrent qu'en absence d'ADAMTS12, les CEH échappent à la sénescence, ce qui, dans l'ensemble du contexte tissulaire, les rendrait compétentes pour la prolifération et la différenciation en myofibroblastes.

Chronic Liver Diseases (CLDs) are associated with the development of fibrosis and characterized by excessive deposit of extracellular matrix (ECM), leading to cirrhosis and increasing risk of hepatocellular carcinoma (HCC). During liver injury, an inflammatory response activates the hepatic stellate cells (HSCs), whose function in normal liver is to store Vitamin A. Once activated these cells lose their vitamin A and transdifferentiate into myofibroblasts which produce ECM components among them proteins of the adamalysin (ADAM and ADAMTS) family. This family of metalloproteinases is implicated in several functions in the normal and pathological liver, and several members contribute to ECM remodeling in liver pathologies. Once the injury subsides, senescence and other mechanisms contribute to HSC clearance or reversion. Recently, we identified ADAMTS12 as an adamalysin potentially involved in CLD progression. The purpose of this study was to decipher the cellular functions of ADAMTS12 in HSCs and its role in CLDs. We found that in HCC patients, the expression of ADAMTS12 is associated with aggressiveness and recurrence. ADAMTS12 was expressed by activated HSCs as well as the HSC-derived LX-2 cell line, but not by the hepatocytes. CCl4-induced fibrosis was exacerbated in ADAMTS12 -/- mice. Transcriptomic analysis of the HSC-derived LX-2 cell line showed a down-regulation of the expression of PAI-1, a gene target of TGF-β and a marker and mediator of senescence upon ADAMTS12 silencing (siADAMTS12). TGF- β activation from its precursor was not affected in this model, although the phosphorylation of smad2 was decreased, suggesting that ADAMTS12 silencing leads to an inhibition of the SMAD-dependent TGF-β signaling pathway. In addition, silencing of ADAMTS12 decreased senescence in LX-2 cell line. Furthermore, RNA-seq data showed an up-regulation in genes implicated in the organization of primary cilium upon ADAMTS12 silencing. Immunodetection of the protein ARL13b, a primary cilium component, showed an increase in the number of cilia and a decrease in their length in siADAMTS12 cells. Additionally, ADAMTS12 silencing in LX-2 increased the G1 to S transition. Our results suggest that in the absence of ADAMTS12, HSCs escape senescence, which render them competent for myofibroblast differentiation and proliferation.