La tyrosinémie héréditaire de type 1 (TH1) est un désordre autosomique récessif causé par la déficience en fumarylacétoacétate hydrolase (FAH), la dernière enzyme du sentier catabolique de la tyrosine. Cette maladie métabolique sévère est caractérisée principalement par des dysfonctions hépatiques et rénales, dues à l’accumulation de métabolites toxiques. Par ailleurs, les dommages créés au niveau du foie peuvent mener jusqu’au développement d’un carcinome hépatocellulaire (CHC). Le seul traitement disponible est un apport quotidien en NTBC combiné avec une diète restrictive faible en tyrosine et phénylalanine. Alors que ce traitement augmente l’espérance de vie des patients, le risque de développer un CHC demeure. Les objectifs généraux du travail sont de définir les variations physiopathologiques du phénotype de la TH1 ainsi que les mécanismes moléculaires impliqués dans la transformation cellulaire et la progression de la dysfonction hépatique dans un modèle murin. Des souris fah-/- ont été soumises à une interruption du NTBC afin d’étudier l’implication des voies de signalisation à différentes étapes de la maladie. Le retrait du NTBC induit une dégénérescence des conditions physiologiques générales. L’analyse histologique a dévoilé une distorsion de la morphologie du foie avec des lésions hépatocellulaires accompagnées d’inflammation et de nodules stéatosiques. Les résultats d’immunobuvardage ont démontré une modulation progressive et chronique des voies de signalisation en réponse au stress et liées à la survie et la prolifération cellulaire. À ce stade, aucun cancer n’a été diagnostiqué, mais une importante activation des voies de signalisation du réticulum endoplasmique a été démontrée durant la progression de la TH1. Cette modulation peut jouer un rôle central lors de la dégénération des cellules hépatiques en créant un microenvironnement propice à l’éventuelle croissance et invasion du CHC. / Hereditary tyrosinemia type 1 (HT1) is an autosomal recessive disorder caused by deficiency of fumarylacetoacetate hydrolase (FAH), the last enzyme of the tyrosine catabolic pathway. This severe metabolic disease is mainly caracterized by liver and kidney dysfuntion, due to the accumulation of toxic metabolites. Moreover, injuries inflicted on the liver could lead to the development of hepatocellular carcinoma (HCC). Actually, the only treatment is a daily intake of NTBC combined with a restrictive diet low in tyrosine and phenylalanine. While this treatment increases the life expectancy of patients, the risk of developing HCC remains. The general objectives of this work are to determine the pathophysiological changes of the HT1 phenotype and the molecular mechanisms involved in cell transformation and progression of liver dysfunction in a mouse model. fah-/- mice were subjected to NTBC withdrawal to investigate the signaling pathways involved in various stages of the disease. The interruption of NTBC induced a degeneration of general physiological conditions. Histological analysis revealed a distortion of the liver’s morphology with hepatocellular lesions, inflammation and steatotic nodules. Western blotting results have shown a chronic and progressive modulation of signaling pathways related to cell survival and proliferation in response to stress. At this point, no cancer has been diagnosed, but a significant activation of the endoplasmic reticulum signaling pathways has been demonstrated during the progression of TH1. This modulation may play a central role in the degeneration of liver cells by creating a microenvironment suitable for future HCC growth and invasion.

La cholestase (altération du flux biliaire altéré) est caractérisée par la rétention des acides biliaires (AB) toxiques dans les cellules du foie: hépatocytes. Comme cette accumulation d’AB peut conduire à la cirrhose, la fibrose et finalement à l'insuffisance hépatique, la réduction de leurs niveaux et de leur toxicité est une cible importante pour les thérapies anti-cholestatiques. Le but de notre projet était donc d'identifier de nouvelles approches pharmacologiques qui stimuleraient la détoxification des AB dans les maladies cholestatiques du foie telles que la cholangite biliaire primitive (CBP) et la cholangite sclérosante primitive (CSP), 2 maladies auto-immunes du foie avec une indication commune pour une transplantation hépatique. Les activités de recherche ont porté sur le rôle des acides gras polyinsaturés oméga-3 (AGPI n-3) tels que l’acide docosahexaénoïque (ADH) et l’acide eicosapentaénoïque (AEP) dans la détoxification des AB. Ces études ont été soutenues par des techniques in vitro et in vivo pour caractériser les signatures moléculaires, cellulaires et métaboliques pertinentes à l'état cholestatique. Dans les expériences in vitro, nous avons démontré que dans le foie, les AGPI n-3 mènent d’une part, à l’inhibition de l'expression des gènes impliqués dans la synthèse et d'absorption des AB, et d’autre part à l'activation de ceux codant pour le métabolisme et l'excrétion des AB dans le foie, l'intestin et les reins. Le prétraitement à l’AEP et/ou à l’ADH atténuait de façon significative l’apoptose induite par les AB dans le foie et pourrait donc être efficace dans la protection des cellules hépatiques contre les dommages du foie induits par les AB lors de la cholestase. De plus, l’administration d’une diète riche en ADH à des souris sauvages a mené à une diminution des niveaux circulants d’AB totaux, favorisant ainsi la formation d’un profil moins toxique d’AB. Le profil transcriptomique des gènes liés aux AB a été affecté par une intervention nutritionnelle chez la souris, puisque l'expression de gènes codant pour la synthèse et de l'absorption des AB ont été inhibée, tandis que l’expression de ceux codant pour l'export et le métabolisme a été augmentée dans le foie, l’intestin et les reins. La variation interindividuelle observée dans la réponse à ces traitments limite malheureusment la portée e ces observations, mais pris dans un contexte plus large, nos données suggèrent cependant que ces effets contribuent aux effets hépato-protecteurs de l’AEP et de l’ADH contre les dommages hépatiques induits par les AB comme observé lors de situations cholestatiques. Dans la deuxième partie du projet de recherche, nous avons développé une méthode de spectrométrie de masse en mode d’acquisition « multiple reaction monitoring » (MRM-MS) pour la détection sélective et sensible de l’enzyme CYP3A4 dans les microsomes et homogénats de foies humains (normal ou provenant de patients présentant une lésion hépatique, tels que chez la CBP et la CSP). Ces études proposent de nouvelles approches pharmacologiques, qui assurent la régulation de l'homéostasie des AB dans les pathologies et des traitements cholestatiques, en plus du développement de nouveaux outils pour la quantification protéomique impliquée dans le métabolisme xéno- et endobiotique comme un indicateur de maladies du foie. / Cholestasis (impaired bile flow) is characterized by the retention of toxic bile acids (BAs) in hepatocytes. Since the BA accumulation can lead to cirrhosis, fibrosis and further to liver failure, the reduction of BA levels and toxicity is an important target for anti-cholestatic therapies. The aim of the project was therefore to identify novel pharmacological approaches stimulating BA detoxification for cholestatic liver diseases such as primary biliary cholangitis (PBC) and primary sclerosing cholangitis (PSC), 2 autoimmune liver diseases with a common indication for liver transplantation. The research activities were focused on the role of omega 3 polyunsaturated fatty acids (n-3 PUFAs) such as docosahexaenoic (DHA) and eicosapentaenoic (EPA) acids in BA detoxification. Those studies were supported by the use of in vitro and in vivo techniques to characterize molecular and cellular signatures relevant to cholestatic condition. Using in vitro experiments, we demonstrated that in the liver n-3 PUFAs inhibit the expression of genes involved in BA synthesis and uptake, while activating those encoding the proteins for BA detoxification and excretion in the liver, intestine and kidneys. EPA and/or DHA pretreatment significantly attenuated BA-induced liver apoptosis and thus could be efficient in protecting liver cells from BA-induced liver damages in cholestasis. Moreover, in mice fed a DHA-enriched diet, circulating abundance of total BAs was reduced, favoring the formation of a less toxic BA profile. The transcriptomic profile of BA-related genes was affected by nutritional intervention in mice, since the expression of genes coding for the BA synthesis and absorption was inhibited, while of those encoding for the BA export and metabolism was increased in the liver, intestine and kidneys. While the interpretation of these results remains limited due to a large inter-individual variability in the response to DHA, we hypothesize that those effects may contribute to the hepatoprotective effects of EPA and DHA against BA-induced liver damages as observed in cholestatic situation. In the second part of the research project, we developed a novel multiple reaction monitoring mass spectrometry method (MRM-MS) for the selective and sensitive detection of CYP3A4 in human liver microsomes and homogenates for CYP3A4 quantification in normal liver samples or from the patients with hepatic injury, such as PBC and PSC specimens. Overall, these studies provide novel pharmacological approaches, which ensure the regulation of BA homeostasis for cholestatic pathologies and treatments, in addition to the development of new tools for the quantification of protein involved in the xeno- and endobiotic metabolism as an indicator of liver diseases.

Th.--Méd.--Nancy 1, 1983. N°: 81.

L’hétérogénéité de l’histoire naturelle de l’hépatite C est expliquée par l’existence de facteurs environnementaux ou liés au malade qui influencent l’évolution de la maladie. L’obtention d’une réponse virologique soutenue est l’objectif principal de la prise en charge thérapeutique car c’est la seule façon de réduire l’incidence de la cirrhose et la mortalité liée au virus de l’hépatite C. Pour être efficaces, les stratégies thérapeutiques doivent être élaborées à deux niveaux. A l’échelle individuelle, elles doivent optimaliser les chances de réponse virologique tout en limitant l’exposition aux effets secondaires. A l’échelle d’une population, la meilleure stratégie est celle qui aura l’impact le plus important sur l’incidence de la cirrhose et sur la mortalité liées au virus de l’hépatite C.<p>Les travaux réalisés dans le cadre de cette thèse ont permis d’identifier des critères virologiques autorisant l’arrêt d’un traitement inefficace dès le terme de la 4ème semaine chez les malades présentant des transaminases normales et chez les malades non répondeurs à un premier traitement, de quantifier la perte de chance de réponse virologique lorsque la durée du traitement est limitée à 24 semaines chez les malades infectés par un génotype 1, d’évaluer la place de l’amantadine dans l’arsenal thérapeutique, de quantifier l’impact d’une insulino-résistance sur le taux de réponse virologique, de contribuer à l’élaboration d’une stratégie thérapeutique permettant une meilleure tolérance hématologique chez les malades hémodialysés et de quantifier l’impact des polymorphismes de l’interleukine 28B sur le taux réponse virologique des malades infectés par un génotype 2 ou 3. Nos travaux ont également permis de mesurer l’impact d’une consommation excessive d’alcool sur la morbi-mortalité liée au virus de l’hépatite C à l’échelle d’une population et de quantifier l’impact des mesures thérapeutiques actuelles et de stratégies thérapeutiques alternatives sur cette morbi-mortalité. <p>Au cours de la prochaine décennie, le traitement de l’hépatite chronique C sera articulé autour des molécules antivirales spécifiques agissant directement contre le virus de l’hépatite C. De nouvelles stratégies thérapeutiques intégrant la cinétique virale et les marqueurs génétiques prédictifs de la réponse virologique soutenue devront être élaborées afin d’offrir les meilleures chances d’éradication virologique au plus grand nombre de malades. / Doctorat en sciences médicales / info:eu-repo/semantics/nonPublished

La muqueuse intestinale puis le foie sont en contact récurrent avec la flore microbienne issue du tube digestif. L’activation des récepteurs reconnaissant des motifs moléculaires microbiens (PRR :Pattern Recognition Receptors) constitue l’élément initial de la réponse inflammatoire de l’immunité innée et oriente le type d’activation de l’immunité adaptative. La première étape entraînera l’expression de médiateurs inflammatoire (cytokines (IL-1, IL-6, TNFα), activation de la réponse de phase aiguë) et le recrutement des cellules effectrices de l’immunité innée (neutrophiles, puis monocytes). L’équilibre entre la tolérance microbienne et l’exacerbation inflammatoire afin d’éliminer l’agent microbien et menant à la destruction tissulaire permet d’atteindre la situation d’homéostasie.<p>Si l’inflammation se perpétue, par exemple en cas de défaut de clairance de l’agent microbien ou de trouble de l’intégrité de la barrière muqueuse, l’inflammation peut devenir chronique. L’IL-6 exerce alors un rôle central dans la transition de l’immunité innée à l’immunité adaptative, en modulant différentiellement l’expression de chimiokines et l’apoptose des cellules immunes menant au remplacement de l’infiltrat neutrophilique par un infiltrat lympho-monocytaire. Par ailleurs, ce climat cytokinique particulier est propice au développement de lignées spécifiques de lymphocytes tels que les lymphocytes T CD4+ sécrétant de l’IL-17 (Th17). Ceux-ci, surtout étudiés dans les défenses anti-bactériennes et fungiques, et dans les maladies autoimmunes, ont été incriminés dans les phénomènes de cytotoxicité et de renouvellement inflammatoire par l’induction d’expression de chimiokines.<p><p>Une fois la barrière intestinale franchie, le foie est le premier organe en contact avec la flore microbienne issue de l’intestin. Certains TLRs ont été démontrés impliqués dans la physiopathologie de la stéatohépatite et dans le processus de fibrose. Ce climat constant d’exposition antigénique est associé en cas de maladie chronique du foie à une exacerbation d’expression de médiateurs infammatoires (IL-1, IL-6, TNFα).<p>Nous avons étudié la modulation d’expression des différents TLRs au cours d’un modèle de maladie alcoolique du foie chez la souris. Cette étude démontrait qu’il existait une majoration d’expression des TLR1, 2, 4, 6, 7, 8 et 9 dépendante du stress oxydatif suite à l’exposition chronique du foie à l’alcool ;celle-ci entraînant davantage de lésions hépatiques lors de l’injection des ligands respectifs de ces différents TLRs.<p>Dans ce contexte, nous avons également étudié l’expression des différentes sous-unités du récepteur à l’IL-6 au cours de deux maladies chroniques du foie chez l’homme :les maladies alcooliques du foie et l’hépatite C chronique. Nous avons mis en évidence que les taux plasmatiques d’IL-6 et de la forme soluble de gp130 augmentaient au cours des maladies chroniques du foie, de manière corrélée à la sévérité. Nous avons également démontré l’effet inhibiteur de sgp130 sur la réponse de phase aiguë dépendante du trans-signaling de l’IL-6 in vitro. Ces données suggèrent que sgp130 contribue au déficit de réponse de phase aiguë observé chez les patients atteints de cirrhose. <p><p>Par ailleurs, vu le contexte « cytokinique » chronique des maladies alcooliques du foie (IL-1 et IL-6), nous avons étudié l’activation de la voie de l’interleukine-17 et des Th17 au cours des maladies alcooliques du foie chez l’homme. Nous avons mis en évidence qu’il existait une activation de cellules circulantes sécrétant de l’IL-17 (comprenant des Th17) au cours de la cirrhose alcoolique stable. Par contre, au sein du foie, l’activation de cellules sécrétant de l’IL-17 était davantage augmentée lors de l’hépatite alcoolique. Nous avons également mis en évidence que les cellules stellées (cellules responsables de la fibrose hépatique) stimulées à l’IL-17 recrutaient les neutrophiles suite à l’expression d’IL-8 et de GROα. Cette nouvelle voie inflammatoire démontrée lors d’une maladie du foie chez l’homme met en évidence l’activation de la voie de l’IL-17 au cours des maladies alcooliques du foie et sa contribution potentielle au recrutement hépatique de neutrophiles au cours de l’hépatite alcoolique aiguë. Cette voie sera explorée dans l’avenir en termes de fonctionnalité et de potentielle cible thérapeutique. <p> <p>En conclusion, tout comme le suggère la littérature pour les maladies autoimmunes (maladie de Crohn, arthrite, sclérose en plaque), il semble que les maladies alcooliques du foie partagent avec ces dernières diverses caractéristiques inflammatoires. La flore microbienne intestinale participe à la physiopathologie des lésions hépatiques, de même que l’activation de PRR (TLR). Par ailleurs, un climat inflammatoire chronique (IL-6,…), contre-régulé par certains mécanismes (sgp130), est associé à la présence périphérique et hépatique de lymphocytes Th17. Cette dernière découverte ouvre de nouvelles perspectives dans la compréhension de la physiopathologie des maladies alcooliques du foie, et peut-être de nouvelles cibles thérapeutiques concernant l’hépatite alcoolique aiguë.<p> / Doctorat en Sciences médicales / info:eu-repo/semantics/nonPublished

La maladie alcoolique du foie (MAF) et l’hépatite C chronique (HCC) sont les causes les plus fréquentes de cirrhose, carcinome hépatocellulaire (CHC) et transplantation hépatique dans les pays industrialisés. La fibrose hépatique est le stigmate lésionnel de la progression de la maladie vers la cirrhose comme dans toutes les hépatopathies chroniques. Certains facteurs de risque cliniques environnementaux ont été identifiés. Toutefois, ils n’expliquent pas l’extrême variabilité individuelle de la progression de la fibrose. L’influence ethnique à développer une maladie plus sévère ainsi que les études de concordance des jumeaux mono- et di-zygotiques sur la prévalence de la cirrhose alcoolique ont suggéré l’existence de facteurs génétiques associés. Les nombreuses études de gènes candidats réalisées n’ont identifié que très peu de variants associés de manière reproductible. Pour l’HCC par exemple, le score de risque de cirrhose ou « CRS » a montré sa capacité à prédire une fibrose avancée dans diverses cohortes caucasiennes. Récemment, une étude d’association pangénomique (GWAS) dans la stéatohépatopathie non-alcoolique (NAFLD) a mis en évidence un singleton (single nucleotide polymorphism [SNP]) particulier (rs738409 C>G) dans le gène PNPLA3. Ce dernier s’est révélé être, dans diverses études, le SNP ayant l’impact le plus robuste et le plus reproductible dans cette maladie. Par ailleurs, ce même variant a également été significativement associé à la cirrhose alcoolique chez les hispaniques.<p><p>Les travaux réalisés dans le cadre de cette thèse ont permis de montrer que :<p><p>1) Le CRS avait la capacité de prédire la progression de la fibrose chez des patients caucasiens ayant une HCC dans 2 cohortes européennes indépendantes.<p><p>2) Par ailleurs, dans la MAF, nous avons répliqué chez des patients caucasiens l’association entre le SNP rs738409 dans le gène PNPLA3 et la cirrhose. Nous avons également montré pour la première fois, que l’expression de PNPLA3 était significativement diminuée chez les patients avec une fibrose plus avancée. De plus, nous avons observé dans 2 cohortes européennes que rs738409 était également associé à la prévalence du CHC.<p><p>3) Enfin, nous avons également mis en évidence l’impact de ce même SNP sur la stéatose hépatique et la fibrose dans l’HCC sans toutefois qu’il influence la réponse à la thérapie antivirale dans 3 cohortes caucasiennes indépendantes.<p><p>Ainsi de manière remarquable, un même SNP (rs738409) apparait associé à des lésions hépatiques sévères dans les trois pathologies hépatiques chroniques les plus fréquentes (la MAF, l’HCC et la NAFLD). Ceci suggère des voies pathogéniques communes de la fibrogénèse hépatique. Par ailleurs, ces travaux soulignent indirectement que les GWAS ont la capacité d’ouvrir de nouvelles voies physiopathologiques et d’identifier de nouveaux variants, gènes ou région génétiques capables de constituer de nouveaux biomarqueurs et cibles thérapeutiques dans l’HCC et la MAF. / Doctorat en Sciences médicales / info:eu-repo/semantics/nonPublished