• Langue : Français
• Discipline : Biochimie, biologie cellulaire et moléculaire, physiologie et nutrition
• Identifiant : 2020LILUS015
• Type de thèse : Doctorat
• Date de soutenance : 25/11/2020

Résumé en langue originale

L’effet protecteur du jeûne a été observé dans plusieurs domaines de la santé. Pour l’étudier, un modèle de foie de rat perfusé ex vivo a ici été utilisé. Dans ce modèle, nous n’avons pas observé, pour un jeûne de 18h, l’effet protecteur du jeûne rapporté pour le foie in situ. Nous avons cependant souligné l’importance du coût énergétique du mécanisme protecteur du foie isolé soumis au stress expérimental de l’ischémie/reperfusion et corrélé la protection à un taux plus élevé de glycogène et une charge énergétique nécessitant le dépassement d’un seuil en deçà duquel la protection s’estompait. L’administration de substrats énergétiques (lactate et alanine) nous a permis de confirmer le besoin énergétique de la protection du foie isolé. Ensuite, l’accroissement de la durée du jeûne du rat donneur de 18 à 24heures s’est avérée hépatoprotectrice et, plus globalement, a montré que la capacité de mobilisation énergétique et,à ce titre, l’autophagie contribuaient à l’hépatoprotection, le coût énergétique bien connu de l’autophagie étant en adéquation avec les précédents travaux du doctorat. Trois voies de signalisation candidates pour l’activation de l’autophagie, impliquant AMPK, HMGB1 et ADP, ont été étudiées. La phosphorylation de l’AMPK était augmentée dans le foie de rat à jeun 24h vs 18h. Toutefois, l’ajout d’AICAR, un activateur de l’AMPK, bien qu’augmentant sa phosphorylation dans le foie isolé de rat à jeun 18h, n’a pas induit de protection. L’accumulation d’HMGB1, connue pour induire l’autophagie, n’a montré aucune corrélation avec les marqueurs de la cytolyse hépatique (LDH) et de l’autophagie (rapport LC3II/Actine). L’ADP, dans ses rapports ADP/(AMP+ADP+ATP) et ADP/(AMP+ATP), était plus élevée pour les foies de rat à jeun 24h et a été corrélée à l’hépatoprotection. L’ADP induisant l’autophagie par activation du récepteur membranaire P2Y13, un inhibiteur spécifique, le MRS2211, a été utilisé. Son inclusion dans le perfusât a estompé l’hépatoprotection et l’activation de l’autophagie associées au prolongement de la période de jeûne, validant le rôle-clef de cette signalisation dans l’hépatoprotection.En conclusion, le doctorat a permis une avancée substantielle de la compréhension du rôle joué par le statu tnutritionnel du sujet donneur sur l’hépatoprotection du foie isolé. L’identification des mécanismes moléculaires de l’hépatoprotection (mobilisation énergétique, autophagie) et de sa signalisation (ADP, récepteur P2Y13) ouvrent des perspectives thérapeutiques innovantes des maladies du foie et de nouvelles stratégies de préservation du greffon hépatique. Dans une optique de survie cellulaire, l’autophagie assure à la fois une fonction de maintien de la qualité des composants cellulaires et un rôle énergétique. Ce maintien de qualité protège la cellule, elle coûte en énergie rendant cette dernière indispensable à ce type de protection. Autrement dit, la maintenance préserve de la détérioration et cette protection a un coût qui passe par une signalisation (décision interne de financement) qui,identifiée, peut désormais être sollicitée comme souhaité. Aussi, un financement externe (apport de substrats énergétiques) peut être choisi voire ajouté au précédent.

Résumé traduit

The protective effect of fasting has been observed in several areas of health. To study it, a rat liver model perfused exvivo was used here. In this model, we did not observe, for an 18h fasting, the protective effect reported for the liverin situ. However, we did emphasize the importance of the energy cost of the protective mechanism in the isolatedliver under experimental stress of ischemia/reperfusion and correlated protection with higher glycogen levels and anenergy load that required an exceeding threshold below which protection fades. The administration of energysubstrates (lactate and alanine) allowed us to confirm the energetic need for protection of the isolated liver. Then,increasing the duration of fasting of the donor rat from 18 to 24 hours proved to be hepatoprotective and, moregenerally, showed that the capacity for energy mobilization and, as such, autophagy contributed to hepatoprotection,the well-known energy cost of autophagy being in line with previous PhD work. Three candidate signaling pathwaysfor the activation of autophagy, involving AMPK, HMGB1 and ADP, were studied. Phosphorylation of AMPK wasincreased in fasted rat liver 24 hours vs. 18 hours. However, the addition of AICAR, an activator of AMPK, althoughincreasing its phosphorylation in isolated fasted rat liver 18h, did not induce protection. HMGB1 accumulation knownto induce autophagy, showed no correlation with markers of hepatic cytolysis (LDH) and autophagy (LC3II/Actin ratio).ADP, in its ADP/(AMP+ADP+ATP) and ADP/(AMP+ATP) ratios, was higher in 24-hour fasted rat livers and was correlatedwith hepatoprotection. ADP induced autophagy by activation of the membrane P2Y13 receptor, a specific inhibitor,MRS2211, was used. Its inclusion in the perfusate blunted the hepatoprotection and activation of autophagyassociated with prolonged fasting, validating the key role of this signaling in hepatoprotection.In conclusion, the Ph.D. allowed a substantial advance in the understanding of the role played by the nutritional statusof the donor on the hepatoprotection of the isolated liver. The identification of the molecular mechanisms ofhepatoprotection (energy mobilization, autophagy) and of its signaling (ADP, P2Y13 receptor) opens up innovativetherapeutic perspectives for liver diseases and new strategies for liver graft preservation. From a cell survivalperspective, autophagy ensures both a function of maintaining the quality of cellular components and an energeticrole. This maintenance of quality protects the cell and costs energy, making it indispensable for this type of protection.In other words, the maintenance preserves from deterioration and this protection has a cost that goes throughsignalling (internal funding decision) which, once identified, can now be requested as desired. Also, external financing(contribution of energy substrates) can be chosen or even added to the previous one.