Rôle des Hématopoïèses clonales de potentiel indéterminé (CHIP) dans la physiopathologie des maladies cardiovasculaires

Role of clonal hematopoiesis of indeterminate potential (CHIP) in the pathophysiology of cardiovascular diseases

• Auteur / Autrice : Mélody Dufossee
• Direction : Olivier Mansier
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Biologie Cellulaire et Physiopathologie
• Date : Soutenance en 2024
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Biologie des maladies cardiovasculaires
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Endothelial cells in thrombosis
• Jury : Président / Présidente : Hafid Ait-oufella
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Marie-Antoinette Sevestre-pietri, Pierre Hirsch, Catherine Sawai
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Marie-Antoinette Sevestre-pietri, Hafid Ait-oufella

Mots clés

Mots clés libres

Hématopoïèse clonale de potentiel indéterminé

Maladies cardiovasculaires

Inflammation

Clonal hematopoiesis of indeterminate potential

Cardiovascular diseases

Inflammation

Résumé

Le vieillissement est associé à l’acquisition par les cellules souches hématopoïétiques (CSH) de mutations somatiques et d’altérations chromosomiques. Dans certains cas, l’acquisition d’une de ces anomalies confère à la CSH un avantage d’auto-renouvellement et de prolifération conduisant au développement d’une hématopoïèse clonale. Le terme d’hématopoïèse clonale de potentiel indéterminé (Clonal Hematopoiesis of indeterminate potential - CHIP) caractérise la détection dans le sang d’un clone portant une mutation somatique sur un gène associé aux leucémies avec une fréquence allélique ≥2 % mais en absence de tout critère diagnostique d’une hémopathie maligne. Les CHIP ont été associées à une augmentation de la mortalité globale qui serait principalement liée à la survenue d’évènements cardiovasculaires (ECV). Les CHIP participeraient notamment à la physiopathologie de l’athérothrombose et des insuffisances cardiaques (IC) en exacerbant le profil inflammatoire des monocytes et des macrophages mutés avec une surexpression des interleukines 1β, 6 et 18, consécutivement à une hyperactivation de l’inflammasome NLRP3. Plus récemment, la perte mosaïque du chromosome Y (mosaic Loss Of Y - mLOY) dans les leucocytes a également été associée aux ECV en favorisant un phénotype pro-fibrotique des macrophages. Dans un premier axe de travail, nous avons étudié l’association de la CHIP et de la mLOY avec le risque d’infarctus du myocarde (IDM+) dans une cohorte de 446 participants. Notre étude n’a pas retrouvé d’association statistiquement significative entre la CHIP ou la mLOY et l’inflammation, l’athérome ou encore l’incidence d’évènements athérothrombotiques, suggérant que l’effet de la CHIP ou de la mLOY est moins important que celui des facteurs de risque cardiovasculaire traditionnels. Cependant, nous avons observé que les hommes pourraient développer un IDM de façon plus précoce lorsqu’ils sont porteurs de CHIP s’ils ne présentent pas par ailleurs de mLOY. Dans un second axe de travail, nous avons étudié dans des modèles murins le rôle des CHIP dans la physiopathologie de l’IC à fraction d’éjection préservée (ICFEp). Nous avons utilisé un protocole d’induction de l’ICFEp combinant un régime de croquettes riches en graisse et l’infusion d’angiotensine II appliqué à des souris avec ou sans CHIP. Nos expériences n’ont pas montré d’effet significatif de la CHIP pour induire une ICFEp. Enfin, afin de déterminer si d’autres cellules que les monocytes et les macrophages pouvaient participer à la physiopathologie des ECV associées aux CHIP, nous avons cherché à savoir si les polynucléaires neutrophiles porteurs des mutations de CHIP pourraient avoir un rôle dans la survenue des ECV, notamment via l’émission de Neutrophil Extracellular Traps (NETs). Dans un échantillon de 81 patients IDM+, la présence de CHIP était significativement associée à l’augmentation de marqueurs plasmatiques des NETs (histone H3 citrullinée et complexe myélopéroxydase + ADN). Dans des modèles murins, la CHIP était associée à une augmentation non significative du pourcentage de NETs formés après stimulation des neutrophiles ex vivo à la ionomycine.

Aging is associated with the acquisition by hematopoietic stem cells (HSCs) of somatic muta-tions and chromosomal alterations. In some cases, the acquisition of one of these abnormali-ties gives the HSC a self-renewal and proliferation advantage leading to the development of clonal hematopoiesis. The term Clonal Hematopoiesis of Indeterminate Potential (CHIP) characterizes the detection in the blood of a clone carrying a somatic mutation in one gene associated with leukemias with a variant allele frequency ≥2% but in the absence of any di-agnostic criteria for a hematological malignancy. CHIP have been associated with increased overall mortality which would be mainly related to the occurrence of cardiovascular events (CVE). CHIP would particularly participate in the pathophysiology of atherothrombosis and heart failures (HF) by exacerbating the inflammatory profile of mutated monocytes and macrophages with overexpression of interleukins 1β, 6, and 18, following hyperactivation of the NLRP3 inflammasome. More recently, the mosaic loss of Y chromosome (mLOY) in leu-kocytes has also been associated with CVE by promoting a pro-fibrotic phenotype of macro-phages. In a first line of work, we studied the association of CHIP and mLOY with the risk of myocar-dial infarction (MI+) in a cohort of 446 participants. Our study did not find a statistically sig-nificant association between CHIP nor mLOY and inflammation, atherosclerosis, or the inci-dence of atherosclerotic events, suggesting that the effect of CHIP or mLOY is less important than that of traditional cardiovascular risk factors. However, we observed that men who are carriers of CHIP might develop MI earlier if they do not carry mLOY on the other hand. In a second line of work, we investigated in mouse models the role of CHIP in the pathophys-iology of heart failure with preserved ejection fraction (HFpEF). We used an HFpEF induction protocol combining a high-fat diet and angiotensin II infusion applied to mice with or without CHIP. Our experiments did not show a significant effect of CHIP in inducing HFpEF. Finally, to investigate whether cell types other than monocytes and macrophages are in-volved in the pathophysiology of CVE associated with CHIP, we aimed to determine whether neutrophils carrying CHIP mutations could play a role in the occurrence of CVE, particularly through the release of Neutrophil Extracellular Traps (NETs). In a sample of 81 MI+ patients, the presence of CHIP was significantly associated with an increase in plasmatic markers of NETs (citrullinated histone H3 and myeloperoxidase + DNA complex). In mouse models, CHIP was associated with a non-significant increase in the percentage of NETs formed after ex vivo stimulation of neutrophils with ionomycin.