Rôle de la thiolase B peroxysomale dans le métabolisme lipidique Ségolène ARNAULD Laboratoire de Biochimie Métabolique et Nutritionnelle Centre de Recherche INSERM UMR 866 "Lipides, Nutrition, Cancer"

peroxysome Défauts de béta-oxydation peroxysomale Coupe de foie (ME) Défauts de béta-oxydation peroxysomale Pathologies sérieuses Le peroxysme est un organite présent de façon ubiquitaire ds les cellules eucaryotes et a pour fonction métabolique majeure la b oxydation des AG. Sa place s le métabolisme cellulaire est illustrée par l’existence de nbses pathologies associées à son dysfonctionnement.

3 céto-acyl-CoA Thiolase A et B - oxydation peroxysomale Acides gras très longues chaînes linéaires ( > C18) peroxysome CoA-SH Acyl-CoA Acyl-CoA Oxydase Trans enoyl-CoA Enzyme Bi fonctionnelle MFP-2 D3 hydroxy-acyl-CoA Beta (β) oxydation peroxysomale prend en charge des acides gras très longue chaîne, contrairement à la mitochondrie qui dégrade les AG chaîne moyenne et courte) Un cycle de b oxydation se déroule en 3 étapes faisant intervenir 3 enz différentes acylcoA oxydase (limitante) Dehydrogenation Hydration /Dehydrogenation MFP2 Clivage par Thiolase, produisant 1 Acetyl-CoA et un AG écourté de by 2 carbones Depuis plusieurs années, le labo travaille sur la thiolase Chez les rongeurs il existe 2 thiolases A et B codée par deux gène distinct La ThB est fortement inductible par les PPs contrairement à ThA 3 Céto-Acyl-CoA 3 céto-acyl-CoA Thiolase A et B 3 céto-acyl-CoA Thiolase Acyl-CoA (n-2) Acétyl-CoA

Territoires d’expression de ThA et ThB chez la souris Sv129 expression relative (%) ThB Ds un premier tps, voici la répartition des deux isoformes La ThA est présente tt au long du tractus digestif, de façon plus ou moins équivalente Alors que la ThB est exprimée majoritairement ds le rein et le foie site majeur de la béta oxydation. FOIE ILEON REINS TA Brun COEUR JEJUNUM TA Blanc DUODENUM TESTICULES RT-PCR Quantitative

3 céto-acyl-CoA Thiolase B - oxydation peroxysomale Acides gras très longues chaînes linéaires ( > C18) peroxysome CoA-SH Acyl-CoA Trans enoyl-CoA D3 hydroxy-acyl-CoA De sorte à comprendre le rôle et les spécificités de la ThB ns avons réalisé un modèle murin déficient en ThB 3 Céto-Acyl-CoA 3 céto-acyl-CoA Thiolase B Acyl-CoA (n-2) Acétyl-CoA

Masse Taille - 16 % - 20.5 % - 20 % *** ** ** Taille (cm) Masse (g) ** 7 7 10 5 10 6 8 9 2 6 6 Nous avons dc cherché à caractériser les animaux déficients en ThB Ils sont viables et fertiles Ns avons remarqué une différence significative de la masse des animaux Tg. Celle-ci disparaît chez les animaux ages Mais cette différence n’est pas associée à une modification de la taille. Taille (cm) Taille 7 7 7 7 10 8 âge en semaines

-oxydation peroxysomale et mitochondriale du palmitate- 14C Traitement avec un proliférateur de peroxysomes : Wy 14.643 Peroxysome Mitochondrie ** ** - 30 % ** Nous avons cherché à valider notre modèle transgénique par un test fonctionnel, pour cela nous avons mesuré la bétaoxydation peroxysomale et mitochondriale. Il est connu dans la littérature qu’une modification peroxysomale conduit à une perturbation de la capacité de betaox mitochondriale. Aucune perturbation de la dégradation du palmitate n’et observée en condition basale. En revanche lorsque l’expression de la thiolase est induite par un PP (Wy) on observe une diminution de l’ordre de 30% de la capacité à dégrader le palmitate au niveau peroxysomale. Alors qu’aucune différence n’est visible au niveau mitochondrial. La thiolase B est dc bien nécessaire à la dégradation des AGTLC Et notre modèle est validé Toutefois dans des conditions basales, la b-oxydation peroxysomale des acides gras est similaire entre les deux génotypes, alors que son activation par un proliférateur de peroxysome est nettement moindre chez l’animal thB -/-. Ceci indique que thB est requise pour une oxydation peroxysomale optimale et suggère que thA ne peut pas pleinement compenser l’absence de thB in vivo, renforcant l’idée de régulation enzymatique propre pour chaque isotype. Il est à noter que l’oxydation mitochondriale des acides gras est similaire entre les deux génotypes (indépendemment du traitement). - + - + Wy 14.643 n=3 pour chaque groupe. Standardisation par rapport aux WT contrôles. Homogénat de foie

Foie Tissu adipeux blanc * % foie / masse âge en semaines 10 5 3 8 9 Tissu adipeux blanc % TAB / Masse âge en semaines 10 5 3 8 9 * Dans le but de caractériser notre modèle nous avons réalisé une observation « morphologique » ThB est fortement exprimée ds foie ns avons regardé s’il y avait une différence de « structure » de celui-ci . Aucune différence de masse n’est visible En revanche et de façon surprenante il y a une tendance à l’élévation de la masse du TAB.

Lipides circulants HDL Cholestérol non HDL Cholestérol Triglycérides mmol/ L mmol/ L 10 5 8 9 2 6 10 5 8 9 2 6 Cholestérol Triglycérides *** Suite à cela ns avons mesuré les lipides circulants Aucune différence du tx de CS Mais élévation significative du tx de TG défaut métabolisme lipidique au niveau du foie entrée : LPL perturbée dégradation des AG perturbée diminution du renouvellemnet du pool hépatique et accumulation dans plasma pb stockage au niveau TAB * ** mmol/ L mmol/ L 10 5 3 3 8 9 2 6 10 5 3 3 8 9 2 6 âge en semaines âge en semaines

Taux de triglycérides hépatiques (CPG) Stéatose non apparente * Ns avons dc voulu voir ce qui ce passe au niveau du foie Pas de stéatose (signe de stockage important de lipides ss forme de gouttelettes de TG ) Élévation des TG Stockage dans foie µg/g foie 3 3 14 âge en semaines

Conclusions et Perspectives Pas de différence phénotypiques majeures entre les deux génotypes Pas de déficience de β-oxydation peroxysomale en conditions basales Sous stimulation par un activateur synthétique de PPAR, l’oxydation peroxysomale des AGTLC est réduite de façon significative chez les KO Élévation des TG plasmatiques chez les animaux déficients en ThB Élévation des TG hépatiques

Conclusions et Perspectives (2) Stimulation du métabolisme lipidique : Activation chronique nutritionnelle Régime enrichi en lipides à hauteur de 24 % en masse Lipolyse Tissu Adipeux blanc (caractériser l’hypertrophie) Par une approche histochimique, moléculaire et biochimique Étude du tissu adipeux blanc

Remerciements Marco Fidaleo Dr. Marie-Claude Clémencet Dr. Valérie Nicolas Dr Stéphane Mandard Pr. Norbert Latruffe Dr. Sander Kersten Joseph Gresti Pr. Pascal Degrace Pr. Pierre Clouet Dr. Laurent Lagrost Dr. Laurence Duvillard Anne Athias

Merci de votre attention