Projet ANR-08-GENO-0003 – aTHeRoma : Rôle du récepteur aux hormones thyroïdiennes TRalpha dans le développement de l'athérosclérose
Programme : Du gène à la physiopathologie, des maladies rares aux maladies communes (GENOPAT)
Année de financement : 2008
Coordinateur du projet : ECOLE NORMALE SUPERIEURE DE LYON (ECOLE NORMALE SUPERIEURE DE LYON)
Partenaires : École normale supérieure de Lyon; Institut Pasteur Lille; Université Claude Bernard - Lyon 1
Montant : 400000.0 euros
Date de début : 2009
Durée : 36 mois
Résumé : Le récepteur des hormones thyroïdiennes TRa protège contre l’athérosclérose L’athérosclérose est une maladie inflammatoire, caractérisée par l’accumulation de cholestérol dans la paroi artérielle. Les HT diminuent le cholestérol mais peuvent elles réguler d'autres mécanismes impliquées dans le développement de cette maladie?
Outre leur capacité à diminuer le cholestérol, comment les hormones thyroïdiennes (HT) permettent elles de prévenir l’athérosclérose?L’hypothyroïdie provoque hypercholestérolémie et l’hypertension deux facteurs prédisposant à cette maladie. Les hormones thyroïdiennes ont des propriétés intéressantes pour lutter contre ces maladies mais présentent des effets indésirables incompatibles avec leur utilisation. Certains de leurs analogues, qui ciblent une seule des deux protéines impliquées dans la signalisation par les hormones (TRb) sont efficaces pour diminuer le cholestérol sans effet secondaire marqué. Nous avions montré en utilisant des souris transgéniques, que l’autre protéine, TRa, permettait aussi de prévenir l’athérosclérose, et ce sans intervenir sur la masse corporelle ou l’hypercholestérolémie. Ce projet visait à comprendre les mécanismes responsables de l’effet protecteur de TRa chez la souris et déterminer chez l’homme l’association possible de la variabilité du locus TRa avec l’incidence de la maladie.
Une approche mixte: des souris génétiquement modifiées et des études cas témoins«Dans notre modèle de souris génétiquement modifiées, nous avons étudié l’impact de la perte de TRa sur deux autres facteurs impliqués dans l’athérosclérose : la pression artérielle et l’inflammation. Cet aspect combinait des expériences de physiologie classique (mesure de pression artérielle , test à l’effort, mesure des concentrations de molécules inflammatoires dans le sang) et d’échographie (pour détecter la formation de la plaque d’athérome) mais aussi des expériences ex vivo de culture cellulaire (pour caractériser la fonction de TRa dans deux types cellulaires particuliers : le macrophage et la cellule musculaire lisse).Pour les études chez l’homme, nous avons analysé l’impact de polymorphismes fréquents du gène TRa dans deux cohortes de patients atteints de maladie cardiovasculaires, pour lesquels nous disposions aussi d’individus témoins. Le but était de déterminer si certains polymorphismes étaient retrouvés préférentiellement dans un des deux groupes (patients ou témoins).
Résumé de la soumission : L'hormone thyoïdienne contrôle plusieurs facteurs de risque cardiovasculaire et retarde la progression athérosclérotique chez l'homme.L'hypothyroïdisme augmente aussi la progression de l'athérogénèse.Les récepteurs de l'hormone thyroïdienne (TR) pourraient donc être impliqués dans la signalisation conduisant à certaines maladies cardiovasculaires (CVD) et constituer des cibles pour des drogues thérapeutiques comme les STORMs (Selective Thyroid hOrmone Receptors modulators).Nous avons développé un modèle de souris mutante dépourvue de TRalpha (TRa0/0) dans le fond athérogène ApoE-/-, lesquelles présentent un développement accéléré de plaques d'athérome.En utilisant ce modèle, nos objectifs  sont de comprendre comment un dysfonctionnement du récepteur TRa peut conduire à un phénotype athérosclérotique en déterminant les tissus  et les voies de signalisation impliqués, puis d'analyser si la variabilité génétique du récepteur TRa peut être associée au développement de CVD chez l'Homme. Le projet mobilise 3 équipes avec des compétences et des approches complémentaires. Dans les expériences, des souris TRa0/0ApoE -/- et TRa+/+ApoE -/- seront comparativement analysées, sous alimentation pauvre ou riche en graisse.Dans la tâche 1 le rôle de la signalisation par T3 via TRa dans la physiologie aortique sera abordé. La pression sanguine des souris et la mesure de la réactivité aortique seront déterminées.La tâche 2 identifiera le compartiment tissulaire impliqué dans le développement des lésions dans les souris TRa0/0. Des greffes de moelle osseuse entre animaux donneurs et receveurs TRa0/0ApoE -/- et TRa+/+ApoE -/- seront réalisées pour distinguer les rôles respectifs des macrophages et de l'environnement corporel.Dans la tache 3 nous analyserons des gènes cibles de TRa dans les macrophages et les cellules musculaires lisses (VSMC) isolés par microdissection laser, en utilisant les techniques de criblage transcriptomique à haut débit. La tâche 4 caractérisera la fonction des macrophages et des VSMC en utilisant des systèmes de culture in vitro  pour analyser spécifiquement comment la signalisation T3-TRa régule les activités autonomes des macrophages et des VSMC. Des monocytes et des macrophages primaires seront testés pour leur capacité à migrer vers des molécules diffusibles et à charger et évacuer le cholestérol. Les VSMC seront analysées pour l'expression de gènes impliqués dans la capture et le stockage de lipides, l'expression et la sécrétion de cytokines, la réponse à l'accumulation de cholestérol (complexe cholestérol-cyclodextrine).  La tâche 5 identifiera des polymorphismes de TRa associés au risque de CVD chez l'homme. Le génotypage de deux études de cas sur 6 SNP du gène THRA  sera développé sur des échantillons de 500 à 1200 cas et contrôles. Les analyses d'haplotype seront conduites en utilisant le logiciel Thesias pour déterminer si une combinaison particulière de SNP plutôt que des SNP uniques est associée à des risques de CVD. Les résultats attendus de ces études devraient apporter des informations nouvelles sur le rôle de l'hormone thyroïdienne et de son récepteur TRa dans le contrôle du développement athérosclérotique. Plus spécifiquement ces résultats doivent apporter les délivrables suivants :- Identification du rôle de la signalisation par T3 dans le contrôle de la pression sanguine et de la physiologie aortique- Identification de gènes régulés par le récepteur TRa dans de développement de plaques d'athérome- Identification du rôle de quelques gènes impliqués dans la fonction des macrophages et des cellules musculaires lisses vasculaires dans le développement de plaques d'athérome- Identification de nouveaux marqueurs prédictifs de maladies cardiovasculaires chez l'homme par l'identification de SNP du gène THRA- Une approche nouvelle pour la conception de nouveaux agents thérapeutiques potentiels par le développement de ligands spécifiques comme les STORMs.
Résultats : Chez la souris l’absence de TRa entraîne une augmentation de l’athérosclérose, sans modifier les concentrations circulantes de cholestérol et comme nous avons pu le montrer ici sans provoquer d’hypertension. Nous montrons ici qu’elle s’accompagne d’un statut pro-inflammatoire, associé à une augmentation de la production de cytokines par différents tissus, en particulier les aortes et les macrophages. Par contre aucune association n’a pu être mise en évidence entre la variabilité génétique du locus TRa et l’incidence de maladies cardiovasculaires chez l’homme.
Perspectives : Le rôle « anti-inflammatoire » identifié pour TRa pourrait toucher d’autres tissus et donc impliquer ce récepteur dans d'autres maladies inflammatoires.Les mécanismes moléculaires mis en jeu restent pour l'instant mal compris. Des études concernant ces différents aspects sont actuellement en cours, et font l’objet de nouvelles collaborations. A terme moduler l'activité de TRa pourrait permettre de réguler les processus inflammatoires dans des contextes pathologiques.
Publications et brevets : Deux manuscrits multi-partenaires ont pu être écrits l’un est déjà publié dans American Journal of Hypertension (Goumidi et al. 2011) et l’autre est actuellement soumis au journal PNAS (Billon et al.). L’ensemble des résultats ont été présentés dans des meetings nationaux et internationaux.