Dyslipidémies, Inflammation et athérosclérose - UMR_S 939

Thème 1 :
- Contrôle génétique des taux plasmatique de HDL-Cholestérol (A. CARRIE).
Fonctionnalité et dysfonctionalité des particules HDL : Hétérogénéité et mécanismes moléculaires (A. KONTUSH).

- Mécanismes des activités anti-oxydantes, anti-inflammatoires et anti-apoptotiques des HDL
- Impact des gènes principaux du métabolisme des HDL sur la fonctionnalité des HDL chez l'homme
- Approches thérapeutiques chez les patients dyslipidémiques à risque cardiovasculaire élevé.

- Etudes des mécanismes athéroprotecteurs des HDL in vivo (T. HUBY)
- Contribution spécifique du récepteur aux HDL, SR-BI au processus athérogène.

- Comparaison des effets de l'administration thérapeutique de l'apoA-I, de l'apoA-I muté et de peptides mimétiques d'apoA-I sur la progression/régression de l'athérosclérose chez la souris in vivo

Méthodologies
Génétique moléculaire
Fractionnement et caractérisations structurelle et fonctionnelle des lipoprotéines plasmatiques, notamment HDL.

Utilisation d'une plateforme lipidomique comportant un LC/MS "triple quadrupole" QTrap 4000, 2 chaînes HPLC avec les détecteurs DAD et deux GC avec les détecteurs FID et MS.
Reconstitution de particules HDL in vitro
Etude de l'apoptose cellulaire par cytométrie de flux, western blot et mesure de la fragmentation de l'ADN et l'activation de la voie des caspases.
Modèles murins génétiquement modifiés- Etude des lésions d'athérosclérose - Transport inverse du cholestérol

Thème 2

Les différents projets de l'équipe forment un continuum mettant en relation les aspects fondamentaux et les aspects cliniques de l'athérosclérose, dont l'objectif est une meilleure compréhension des mécanismes qui contrôlent le métabolisme lipidique et l'athérogenèse chez l'homme permettant ainsi de mieux définir les pistes thérapeutiques actuelles et futures. Parmi les mécanismes fondamentaux du développement des lésions d'athérosclérose, l'accumulation de lipides extracellulaire (hyperlipidémie) puis intracellulaire (cellules spumeuses) dans l'intima artérielle constituent des étapes majeures. Ces phénomènes sont associés à une forte réponse immuno-inflammatoire locale caractérisée par un recrutement de diverses populations de leucocytes, principalement des monocytes. Nos principaux thèmes de recherche sont :

 - l'impact de la reprogrammation cellulaire des phagocytes mononuclées dans la progression et la régression de la plaque d'athérome (P. Lesnik)

- l'impact de l'immunité innée et acquise dans la régulation de l'homéostasie du cholestérol (P. Lesnik).

- L'étude les mécanismes par lesquels les cellules spumeuses avant qu'elles ne meurent par apoptose et participent à la formation des plaques vulnérables associées à un fort risque d'accident cardio-vasculaire (ACV), sont susceptibles d'éliminer leur cholestérol intracellulaire lorsqu'elles sont mises en présence d'accepteur de cholestérol (HDL, apoAI).

- La compréhension des mécanismes qui sous-tendent la normalisation pharmacologique ou nutritionnelle de la voie du transport inverse du cholestérol, le mécanisme par lequel le cholestérol des macrophages et des cellules spumeuses de la plaque va retourner vers le foie pour y être éliminé (M. Guérin).
- La compréhension des mécanismes par lesquels les transporteurs ABC (ABCG1 et ABCA1) contrôlent l'homéostasie du cholestérol dans le macrophage humain et la cellule spumeuse avec un intérêt tout particulier sur leur régulation dans le contexte inflammatoire au sein de la plaque d'athérome (W. Le Goff).
- Etude des phénomènes épigénétiques à l'origine des modifications du niveau d'expression des gènes clés impliqués dans le contrôle de l'homéostasie du cholestérol et susceptibles d'influer sur l'évolution de l'athérosclérose (P. Couvert).

Principales Méthodologies
Evaluation du transport inverse du cholestérol in vivo et in vitro
Evaluation de la régulation d'expression des gènes : siRNA, ChIPs,Cytométrie, PCR Quantitative.
Génotypage et Analyse du profile de méthylation des gènes : ChIP on Chip
Développement de modèles murins génétiquement modifiés pour l'étude de l'athérosclérose (Transgénèse)

Maladies cardiovasculaires, Athérosclérose, Dyslipoprotéinémie, HDL, Protéine CETP, Biomarqueur, Génétique moléculaire, Cytométrie de flux, Métabolisme lipoprotéique, Macrophage, Cellules spumeuses, Souris transgénique, inflammation artérielle, transporteur ABC, SIRNA, Génotypage, Technique CHIP on CHIP, Immunité innée, Contrôle épigénétique, Régulation de l'expression d'un gène, Méthylation de l'ADN

Equipe 1 : HDL et athéroprotection : génétique et fonctionnalité
- Contrôle génétique des taux plasmatiques de HDL-C (Alain Carrié)
- Fonctionnalité des particules HDL : hétérogénéité et mécanismes moléculaires (Anatol Kontush)
- Etudes des mécanismes athéroprotecteurs des HDL in vivo (Thierry Huby)

Equipe 2 : Métabolisme lipidique, inflammation et athérogenèse : modulation nutritionnelle et pharmacologique
 - Métabolisme postprandial : modulation nutritionnelle et pharmacologique (Maryse Guérin)
- Régulation de l’homéostasie du cholestérol dans le macrophage : implication des ABC transporteurs (Wilfried Le Goff)
- Etude de l’implication fonctionnelle des leucocytes dans le développement de la plaque d’athérosclérose (Philippe Lesnik)
- Régulation épigénétique et athérosclérose (Philippe Couvert)

-  Contrôle génétique des taux plasmatiques de HDL-C (Alain Carrié)

-  Mécanismes des activités anti-oxydantes, anti-inflammatoires et anti-apoptotiques des HDL (Anatol Kontush)

-  Approches therapeutiques pour augmenter le HDL-C et normaliser la fonctionnalité des HDL (Anatol Kontush)

-  Evaluation de la contribution spécifique de SR-BI au niveau de la cellule endothéliale dans le processus atherogène (Thierry Huby)

-  Comparaison des effets de l’administration thérapeutique de l’apoAI, de l’apoAI-milano et de peptides mimétiques d’apoAI sur la progression/régression de l’athérosclérose chez la souris in vivo (Thierry Huby)

-  Modulation pharmacologique de l’homéostasie du cholestérol : Effet de l’inhibition directe ou indirecte de la CETP sur le profil, la structure et les fonctions biologiques des HDL (Maryse Guérin)

-  Modulation nutritionnelle de l’homéostasie du cholestérol : effet des acides gras sur le profil, la structure et les fonctions biologiques des HDL (Maryse Guérin)

-  Analyse du rôle d’ABCG1 dans le maintien de l’homéostasie du cholestérol au sein du macrophage humain : interaction avec les transporteurs ABCA1 et CLA1 (Wilfried Le Goff)

-  Action de l’environnement inflammatoire au sein de la plaque d’athérome sur la regulation de l’expression d’ABCA1 et d’ABCG1 dans le macrophage humain : implication de la voie Jak/STAT-3 (Wilfried Le Goff)

-  Modulation de l’apoptose des macrophages et impact sur la formation et la stabilité de la plaque d’athérome (Philippe Lesnik)

-  Mécanismes de recrutement des monocytes : rôle des récepteurs des chimiokines CX3CR1 (Philippe Lesnik)

-  Phénotypes lipidiques, artériels, inflammatoires et thérapeutiques des patients à risque cardiométabolique (Philippe Giral)

L’Unité 939, créée le 1^er janvier 2009 sous la direction du Dr  John Chapman, mène sa recherche sur l’athérosclérose, maladie qui a des répercussions considérables dans le domaine de la Santé Publique, puisque l’athérosclérose et ses complications cardiovasculaires et thromboemboliques représentent actuellement la première cause de morbidité et mortalité en France. De plus, le coût total des maladies cardiovasculaires dans l’Union Européenne en 2006 était de 169 M€.   

L’UMRS-939 INSERM-UPMC « Dyslipidémies, inflammation et Athérosclérose dans les Maladies Métaboliques » est située à une interface dynamique entre les Services cliniques réputés (Service d’Endocrinologie-Métabolisme, Service de Diabétologie, Service d’Obésité-Nutrition, Centre de Recherche en Nutrition Humaine sur le site Pitié-Salpétrière) et la recherche fondamentale, notre productivité, notre compétitivité scientifique, nos partenariats avec le secteur privé qui sont focalisés sur l’innovation thérapeutique, nos citations qui font état de l’originalité de nos travaux, et notre participation aux activités de plusieurs Sociétés Savantes, aussi bien sur le plan national qu’international (IAS, EAS, NSFA, etc..). L’originalité et la qualité de nos travaux ont également donné lieu à l’attribution de prix internationaux et nationaux, de contrats de recherches ou de subventions prestigieuses (« International HDL-Award », 2003 et 2005 ; ANR, 2005, 2006 et 2009, ANRS 2008, PNRCV 2006 ; Prix de Recherche IFR14 pour 2005 et 2006, Contrats de Valorisation INSERM/Pfizer, INSERM/GSK, INSERM/Astra Zeneca, INSERM/Merck (2x), INSERM/RANDOX (2008-2011), Fondation Cœur et Artères 2007-09 et 2008-2011, FRM 2007 et 2008-2011, Fondation de France (2006-2008, 2008-2010, 2009-2011), Fondation Leducq (2006-2011). L’Unité est fréquemment représentée sur le plan national et international à travers son rôle dans l’organisation scientifique de Congrès, dans la présentation de conférences et dans les collaborations scientifiques (2008-2009 : ESC, EAS, WCC, EASD, IDF, ISA, DALM…). En 2006, l’Unité a eu l’honneur de l’attribution d’un contrat collaboratif de recherche « Transatlantic Network of Research Excellence » de la Fondation Leducq pour une durée de 5 ans. Ce réseau, coordonné par le Prof J.L. Witztum de l’Université de Californie, San Diego, USA, a pour titre « Immune Regulation of Atherosclerosis and Cardiovascular Disease ». Il faut également signaler l’implication de notre structure (Equipe 1, A. Kontush, J. Chapman) dans un réseau collaboratif de recherche axé sur le mécanisme d’action de l’acide nicotinique avec l’ INSERM 539 – CNRH Groupe métabolisme de Nantes et , l’INSERM U449 – CNRH Groupe métabolisme de Lyon. Ce réseau a été mis en place en 2008 et se terminera courant 2010 ; il est soutenu par un accord de valorisation entre l’INSERM et la Société GSK.

    Récemment, la prééminence internationale de notre Unité a été reconnue par l’élection du Dr M.J. Chapman à la Vice-présidence de la « Gordon Conference on Atherosclerosis » pour l’année 2009 aux USA, et en tant que Président de ce même congrès en Europe en 2011.  Il est à souligner que cette conférence représente la plus prestigieuse dans notre domaine, et se situe au « cutting edge » sur le plan de la recherche fondamentale.

Notre programme bénéficie donc d’une approche de recherche fondamentale intégrée à une interface clinique. Cette interface dynamique se fait d’une part, d’un point de vue clinique avec le Service d’Endocrinologie-Métabolisme (Prof. E. Bruckert, Dr Ph. Giral), comprenant les trois Hôpitaux de Jour de Prévention de l’Athérosclérose, ainsi qu’avec le Service de Diabétologie (Pr A. Grimaldi) et le Service de Nutrition-Obésité (Pr A. Basdevant) et d’autre part, sur le versant fondamental avec nos partenaires de l’IFR14  « Cœur, Muscles, Vaisseaux »). Actuellement, cette interface est en pleine expansion puisqu’un pole du Centre de Recherche en Nutrition Humaine a été implanté au sein de notre bâtiment (au 1^er étage) en 2008. Ce dynamisme collectif s’est traduit dans un projet collectif autour de la création d’un Centre de Maladies Métaboliques courant 2010/2011 sur notre site, incluant l’ensemble de ces Services plus les structures INSERM-UPMC du Prof. K. Clement et la nôtre. Ce Centre représentera un véritable pole d’excellence dans le domaine des maladies métaboliques, tant sur le plan clinique que scientifique. La création de ce Centre renforcera nos liens déjà existants avec l’Assistance Publique – Hôpitaux de Paris (Contrats d’Interface INSERM AP/HP A. Kontush, T. Huby), et l’Université Paris VI, et également avec nos partenaires extérieurs. Enfin, il est à noter que l’installation du Service d’Obésite-Nutrition au sein de notre bâtiment, ainsi que celle du Centre de Recherche en Nutrition Humaine (Pr K. Clément) en 2008 ouvrent de nouveaux horizons importants en recherche clinique.

Notre programme de recherche est focalisé :

(i) sur la structure, le métabolisme et l’action antiathérogène des lipoprotéines de haute densité, les HDL (A. Kontush, J. Chapman), (ii) sur le rôle de la CETP et du récepteur SR-B1/Cla-1 dans le transport reverse du cholestérol (M. Guerin, T. Huby), (iii) sur le métabolisme du cholestérol lors de la phase post-prandiale (M. Guérin) ;  (iv) sur le rôle des transporteurs ABCA1 et ABCG1 dans l’homéostasie du cholestérol au sein du macrophage et dans la formation des cellules spumeuses et la plaque d’athérome (W. Le Goff), (iv) sur le rôle de l’apoptose cellulaire dans la progression de la plaque d’athérome (P. Lesnik), (v) sur l’impact de la reprogrammation cellulaire des phagocytes mononuclées dans la progression et la régression de la plaque d’athérome (P. Lesnik) ; (vi) sur le role de l’immunité innée et acquise dans la régulation de l’homéostasie du cholestérol (P. Lesnik) ; (vii) sur l’identification de nouveaux déterminants des taux plasmatiques de HDL, ainsi que sur la mise en évidence de nouveaux marqueurs pour le diagnostic/pronostic des patients à bas taux de HDL et haut risque vasculaire (T. Huby, A. Carrié) ; (viii) sur une meilleure compréhension des bases moléculaires de l’action des HDL au niveau vasculaire dans la progression ou la régression de la plaque d’athérosclérose grâce à l’utilisation de modèles murins (T. Huby/J. Thillet) ; (ix)  sur le rôle de l’épigénétique dans l’expression d’un phénotype lipidique athérogène chez les patients présentant des maladies métaboliques (hypercholestérolémie, diabète de type 2, syndrome métabolique, etc..) (A. Carrié, P. Couvert), et enfin (x) sur l’identification de nouveaux biomarqueurs systémiques de l’athérosclérose, et le développement de nouvelles applications de tels marqueurs en matière diagnostique chez les patients dyslipidémiques avec l’athérosclérose asymptomatique (P. Giral, J. Chapman, A. Kontush). Il faut également signaler une activité croissante d’une part, dans le domaine de l’innovation thérapeutique en rapport avec les hyperlipidémies athérogènes, et d’autre part, dans le domaine de la création de modèles animaux génétiquement modifiés. Ces modèles présentent un intérêt important dans la compréhension de la physiopathologie moléculaire et cellulaire de l’athérosclérose (voir publications  Huby et al. J. Clin. Invest. 2006 ; Gautier et al., Circulation 2009). L’Unité 939 effectue donc un programme de « translational research », allant de la recherche fondamentale à la recherche clinique.

    Afin de mieux comprendre le rôle des leucocytes dans la physiopathologie de l'athérosclérose (AT) et de proposer de nouvelles cibles et/ou stratégies d'intervention, nous étudions la relation entre les leucocytes majeurs de l'AT (monocyte, macrophage, cellule spumeuse) avec leur environnement, et également avec les autres populations de leucocytes susceptibles de moduler l'AT localement et systémiquement. Ainsi, le degré de recrutement, l'importance de l'égression, le type de leucocytes (cellules dendritique, lymphocyte Th1, Th2, Th17, T-reg, macrophage M1/M2), la survie des leucocytes, les mécanismes de clairance des cellules apoptotiques sont potentiellement impliqués dans le remodelage de la plaque. Dans le cadre de la modélisation des processus physiopathologiques de l'AT, nous avons développé des modèles murins qui permettent de mieux comprendre le processus d’athérosclérose. Donc, ces nouveaux modèles, nous ont permis de tester l’implication de la demi-vie des macrophages et des cellules dentitriques dans la pathogénèse de l’athérosclérose (CD68-Bcl2 ; Gautier et al. Circulation 2009). Le modèle CD11c-hBcl2 validé dans le contexte du choc septique (Gautier et al. J. Immunol. 2008) a été évalué dans l'AT (Gautier et al. Circulation 2009). Nous montrons dans ce contexte, la relation étroite entre la demi-vie des cellules dendritiques et la régulation de la cholestérolémie. Ces données servent de base à l'évaluation de la relation entre cellule dendritique et cholestérolémie chez l'homme. De manière similaire l'axe CX3CL1/CX3CR1 est évalué chez l'homme en relation avec nos données antérieures (Lesnik et al. JCI 2003). Enfin, nous recherchons par analyse protéomique sur biopsies des nouveaux marqueurs biologiques de l'athérosclérose.

• ED 394 Physiologie et Physiopathologie

Locaux

• IFR14, Institut des Cordeliers Inserm U872 (Equipes 7 et 8),  Centre de Recherche en Nutrition Humaine La Pitié-Salpétrière

Nationaux

• Inserm U858, Institut de Médecine  Moléculaire de Rangueil (Toulouse), Inserm U915 « Institut du Thorax (Nantes) ;  Inserm 870 (Lyon)

Internationaux

• Department of vascular Medecine University of Amsterdam The Netherlands ; Division of Biopharmaceutics Leiden University, The Netherlands ; University of Utrecht, The Netherlands ; University of Parma, Italy ; MRC Centre for immune regulation, Division of immunity and infection Birmingham UK ; University NHS Trust, Glasgow UK ; Medical university of Graz, Austria ; University of Milan Italy ; Division of endocrinology and metabolism university of California San Diego, USA ; The scripps research institute La Jolla, USA ; University of Cincinnati USA ; The Heart Research Institute Sydney Australia ; UT Southwestern medical center at Dallas USA ; Centre for vascular research University of New South Wales Sydney Australia : University of California San Diego, USA.

Astra-Zeneca ; Pfizer ; GlaxoSmithKline ; Merck ; Novartis ; Danone

Spectromètre de masse, Spectomètre UV ; Analyseur de cellules ; immunocytomètre (Facs Array) ; Séquenceur d’ADN ; Chromatographe haute pression / Détecteur Diode Array ; Chromatographe liquide (HPLC, FPLC, NANO-LC, NANO-HPLC..) ; Banc de mesure ; Congélateur à azote liquide ; Lightcycler PCR Quantitative en temps réel, Ultracentrifugeuses et rotors en titane.

2009-2010 :

1. Chapman M. J., Le Goff W, Guerin M, and Kontush A

    CETP – at the Heart of the Action of Lipid-modulating therapy with Statins, Fibrates, Niacin and CETP inhibitors. Eur. Heart J. 2010, 31 : 149-164

2. ZERRAD-SAADI A., THEROND P., CHANTEPIE S., COUTURIER M., RYE K-A, CHAPMAN J. and KONTUSH A.

    HDL3-mediated inactivation of LDL-associated phospholipid hydroperoxides is determined by the redox status of apolipoprotein A-I and HDL particle surface lipid rigidity: Relevance to inflammation and atherogenesis. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2009;29(12):2169-75.

3. CATALANO G., JULIA Z., FRISDAL E., VEDIE B., FOURNIER N., LE GOFF W., CHAPMAN M.J., GUERIN M.

    Torcetrapib differentially modulates the biological activities of HDL2 and HDL3 particles in the reverse cholesterol transport pathway. Arterioscler Thromb Vasc Biol., 2009, 29(2):268-75.

4. Gautier EL, Huby T, Saint-Charles F, Ouzilleau B, Pirault J, Deswaerte V, Ginhoux F, Miller ER, Witztum JL, Chapman MJ, Lesnik P.

    Conventional dendritic cells at the crossroads between immunity and cholesterol homeostasis in atherosclerosis. Circulation. 2009, 119, (17):2367-75

5. Gautier EL, Huby T, Witztum JL, Ouzilleau B, Miller ER, Saint-Charles F, Aucouturier P, Chapman MJ, Lesnik P.

    Macrophage apoptosis exerts divergent effects on atherogenesis as a function of lesion stage.

    Circulation. 2009, 119(13):1795-804.

En 2008 et 2009, la productivité scientifique de notre Unité a atteint un total de 36 publications, dont plusieurs sont parues dans des journaux prestigieux comme : Circulation (IF 12.7), Circ. Res. (IF 9,2), Pharmacol. Therap. (IF 9.4), Nature CPCM, Cell Host and Microbe (IF 7.4), ATVB (7.0), Eur. Heart J. (IF 8.5) and PNAS (IF 9.6); Parmi ces publications, certaines font état de nouveaux concepts, tels que :

(i) l’inhibition direct de la CETP chez les sujets dyslipidémiques favorise (a) la normalisation des activités anti-athérogènes des particules HDL, et (b) la diminution de l’athérogénicité des lipoprotéines contenant apoB100 lors de la phase post-prandiale (Guérin et al., ATVB 2008).

(ii) l’identification du mécanisme moléculaire original en deux étapes impliqué dans l’inactivation des hydropéroxydes phospholipidiques par les particules HDL lors de l’oxydation des LDL par les radicaux libres (A. Zerrad et al., ATVB 2009)

(iii) la répartition de différentes protéines du protéome de particules HDL parmi ces sous populations respectives, donnant lieu au concept de  « clusters » de protéines spécifiques à chaque sous-populations de particules HDL ; de tels « clusters » sont associés à des fonctions distinctes (Davidson et al., ATVB 2009).

(iv) Le transporteur ABCA1 est principalement responsable de l’augmentation de l’efflux cellulaire du cholestérol sous l’effet des agonistes LXR (Larrède et al., ATVB 2009) .

(v) Le récepteur SR-BI (Cla-1) facilite l’infection des hépatocytes par le plasmodium (Cell Host and Microbe, 2008) (T. Huby)

(vi) La variabilité structurale au sein du gène (SLCO1BI) qui code pour le transporteur membranaire des statines (OATPIBI « organic anion transporter protein ») soustend une part importante de la variabilité inter-individuelle dans la réponse thérapeutique (réduction du LDL-C) aux statines (A. Carrié, P. Couvert, Pharmacogemics 2008,).

(vii) la mort apoptotique des macrophages favorisent la progression des plaques d’athérome à un stade avancé de leur développement ; par contre, à des stades précoces de l’athérogénèse, l’apoptose des macrophages n’engendre pas d’expansion de la plaque (Gautier et al., Circulation 2009).

(viii) les cellules dentritiques sont impliquées dans la régulation de la cholestérolémie systémique par des mécanismes qui restent à déterminer (Gautier et al., Circulation 2009).

Enseignants-chercheurs :

Chercheurs :

Praticiens hospitaliers :

Personnels d'appui à la recherche :

Post-doctorants :

Doctorants :

Surface :