Les acides gras (AG) polyinsaturés, tels que l’acide arachidonique (AA), sont précurseurs de médiateurs lipidiques impliqués dans nombreux processus biologiques, mais aussi dans la progression de certaines maladies inflammatoires et cancers. La biodisponibilité de ces AG dépend des mécanismes de remodelage qui contrôlent leur incorporation et redistribution dans les glycérophospholipides (GPL) ainsi que leur libération. L’inhibition de la transacylase CoA-indépendante (CoA-IT) a démontré le potentiel du remodelage de l’AA comme cible thérapeutique contre les maladies inflammatoires et prolifératives. Boilard et Surette ont démontré que l’activité de la CoA-IT est induite chez les lymphocytes T humains en prolifération et que son inhibition induit l’apoptose chez ces cellules, mais pas chez celles au repos. Par contre, peu était connu sur les changements dans la composition en AG des GPL suite à l’induction de la prolifération des lymphocytes T et encore moins sur l’identité des enzymes impliquées. Lors de cette thèse, nous avons premièrement mesuré la composition en AG des GPL chez les lymphocytes T primaires humains au repos et en prolifération, ainsi que chez la lignée lymphocytaire Jurkat. La prolifération des lymphocytes T induit des modifications majeures dans la distribution des AG contenus dans les GPL et les Jurkat ressemble beaucoup plus aux lymphocytes T en prolifération que ceux au repos. Au niveau du contenu en AG des GPL, la plupart des AG ont subi une augmentation significative suite à l’induction de la prolifération, mais ce sont les AG mono-insaturés qui ont subi l’augmentation la plus significative. Contrairement aux autres AG, la masse de l’AA dans les GPL n’a pas été affectée suite à l’induction de la prolifération, mais l’AA a subi une importante redistribution dans les différents GPL. Cette redistribution est non seulement associée à l’induction de l’activité CoA-IT, mais aussi à une importante induction de l’incorporation de l’AA. Nous avons aussi démontré que les cellules T en prolifération et les cellules Jurkat ont une grande capacité d’élongation et de désaturation des AG polyinsaturés de 18 et 20 carbones comparativement aux cellules T au repos. Afin d’expliquer ces changements, nous avons mesuré l’expression de plusieurs enzymes potentiellement impliquées dans la biosynthèse des AG ainsi que dans le remodelage des AG polyinsaturés dans les GPL chez les cellules T au repos et en prolifération. Nous avons démontré une induction de l’expression de l’acide gras synthase (FASN), de la stéaroyl-CoA desaturase-1 (SCD1), des désaturases 1 et 2 (FADS1 et FADS2), de l’élongase 5 (ELOVL5) ainsi que plusieurs acyl-CoA-synthétases (ACS), lysophospholipid acyltransférases (LPLAT) et phospholipases A2 (PLA2) chez les cellules T en prolifération comparativement au cellules T au repos. Il est connu que la SCD1 est nécessaire pour la prolifération de plusieurs carcinomes. L’atténuation de la SCD1 chez la lignée Jurkat affecte la désaturation de l’acide palmitique (16:0 vers 16:1 n-7), mais ne semble pas affecter la désaturation de l’acide stéarique (18:0 vers 18:1 n-9) ni la prolifération cellulaire. La stéaroyl-CoA désaturase-5 (SCD5) pourrait être un élément compensateur responsable du maintien de l’acide oléique (18:1n-9) cellulaire et de la prolifération. Nous avons aussi démontré que l’atténuation de l’ELOVL5 chez les cellules T en prolifération et les cellules Jurkat modifie significativement le profil des AG mono-insaturés et polyinsaturés, et bloque efficacement l’élongation des AG polyinsaturés de 18 et 20 carbones, mais n’a eu aucun effet sur la survie et la prolifération. Pour ce qui est des enzymes potentiellement impliquées dans le remodelage de l’AA, leur implication reste à être élucidée et l’identité de la CoA-IT n’est pas encore connue. Nous avons aussi démontré que l’utilisation d’un analogue de l’AA, l’AA-alcyne, comme outil pour étudier le remodelage de l’AA et la production de médiateurs lipidiques nécessite la prise de certaines précautions, car les enzymes cellulaires ne l’utilisent pas exactement comme l’AA. Nous avons aussi publié une revue discutant des études récentes sur le contrôle de la biodisponibilité des AG polyinsaturés pour la production de médiateurs lipidiques ainsi que les aspects de ce métabolisme qui sont encore inconnus. Une meilleure compréhension du contrôle de la distribution des AG polyinsaturés dans les GPL et de leurs biodisponibilités pourrait mener à la découverte de nouvelles cibles thérapeutiques contre les maladies inflammatoires et prolifératives. / Polyunsaturated fatty acids (PUFA), such as arachidonic acid (AA), are precursors of bioactive lipid mediators involved in several biological processes, but also in the progression of certain inflammatory diseases and cancers. The availability of these fatty acids (FA) depends on the remodeling mechanisms that control their incorporation and redistribution in glycerophospholipids (GPL) as well as their release. Inhibition of CoA-independent transacylase activity (CoA-IT) has demonstrated the potential for the remodeling of AA as a therapeutic target against inflammatory and proliferative diseases. Boilard and Surette demonstrated that CoA-IT activity is induced in proliferating human T lymphocytes and that its inhibition only induces apoptosis in proliferating T cells and not in resting cells. On the other hand, little was known about the changes in the FA composition of the GPL following the induction of the proliferation of the T lymphocytes and still less on the identity of the enzymes involved. In this thesis, we first measured GPL FA composition in resting and proliferating human primary T lymphocytes as well as in the Jurkat lymphocyte cell line. The activation of the T cells proliferation induces major changes in the FA profile contained in the GPL and the Jurkat line resembles much more proliferating T lymphocytes than resting T cells. At the level of the FA content of the GPL, the mass of most FA has increased significantly following the induction of proliferation, but the monounsaturated FA has the most significant increase. Unlike other FA, the total mass of AA in cellular GPL was not affected by T-cell proliferation induction, but the AA was significantly redistributed in the different classes and subclasses of GPL. This redistribution is not only associated with the induction of CoA-IT activity, but also a significant induction of the incorporation of AA in GPL. We have also demonstrated that proliferating T cells and Jurkat cells have a very high capacity for elongation and desaturation of PUFA omega-3 and omega-6 of 18 and 20 carbons compared to resting cells. To explain these observations, we measured the expression of several enzymes potentially involved in the biosynthesis of FA and in the GPL remodeling in resting and proliferating T cells. We have demonstrated an induction of the fatty acid synthase (FASN), the stearoyl- CoA desaturase-1 (SCD1), the fatty acid desaturases 1 and 2 (FADS1 and FADS2), the fatty acid elongase 5 (ELOVL5) as well as several acyl-CoA synthetases (ACS), lysophospholipid acyltransferases (LPLAT) and phospholipases A2 (PLA2) expression in proliferating T cells compared to resting T cells. Many carcinoma cells require the stearoyl-CoA desaturase-1 (SCD1) to proliferate. The knockdown of SCD1 in Jurkat cell line affects the desaturation of palmitic acid (16:0 to 16:1 n-7), but does not appear to affect the desaturation of stearic acid (18:0 to 18:1 n-9) and cell proliferation. The stearoyl-CoA desaturase-5 (SCD5) could be a compensating element responsible for maintaining cellular oleic acid (18:1 n-9) and proliferation capacity. We also demonstrated that the ELVOL5 knockdown in proliferating T cells and Jurkat cells significantly altered the profile of monounsaturated and polyunsaturated FA and effectively blocks the elongation of 18 and 20 carbon PUFA, but had no effect on survival and proliferation. For the enzymes potentially involved in the remodeling of AA, their involvement remains to be elucidated and the identity of the CoAIT is not yet known. We have also demonstrated that the use of an AA analogue, AA-alkyne, as a research tools to study the remodeling of AA and the production of lipid mediators requires certain precautions because it is not used by cellular enzymes exactly like AA. We also published a review discussing recent studies on the control of the availability of PUFA to produce lipid mediators in inflammatory cells as well as aspects that remain unknown. A better understanding of the control of the distribution of PUFA in GPL and their availabilities could lead to the discovery of new therapeutic targets for the treatment of inflammatory and proliferative diseases.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LAVAL/oai:corpus.ulaval.ca:20.500.11794/28353 |
| Date | 24 April 2018 |
| Creators | Robichaud, Philippe-Pierre |
| Contributors | Surette, Marc E., Boilard, Éric |
| Source Sets | Université Laval |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | thèse de doctorat, COAR1_1::Texte::Thèse::Thèse de doctorat |
| Format | 1 ressource en ligne (xvii, 192 pages), application/pdf |
| Rights | http://purl.org/coar/access_right/c_abf2 |
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