SUJETS DE RECHERCHE DU MASTER 2 BIOLOGIE-SANTÉ COURS SANTÉ DE PRÉCISION UMR1011 - 2021-2022

ÉQUIPE 1

 

Rôle du récepteur nucléaire épithélial intestinal FXR dans la complication de la maladie du foie gras non alcoolique du diabète de type 2

 

Superviseur : Sophie LESTAVEL

UMR 1011 INSERM (Dir. Bart STAELS) - Laboratoire J&K, Pôle Recherche Faculté de Médecine, Boulevard du Pr Jules Leclercq 59000 Lille

Email : sophie.lestavel@univ-lille.fr

Téléphone : +33 3 20 97 42 13

L'importance de l'intestin et de son interaction avec le foie dans le développement du diabète de type 2 (T2D) et des maladies lipidiques non alcooliques (NAFLD) fait l'objet d'une attention croissante. Notamment, la dérégulation des fonctions endocrines et immunitaires intestinales joue un rôle central dans les maladies métaboliques et la perturbation de la perméabilité intestinale aggrave le DT2 et la NAFLD. Le FXR est un récepteur nucléaire exprimé dans les tissus métaboliques tels que l'intestin, le foie, le tissu adipeux et le pancréas. FXR régule le métabolisme énergétique via la modulation de la synthèse des acides biliaires et du métabolisme des lipides et du glucose. Nos résultats préliminaires montrent que la déficience en FXR limitée aux cellules épithéliales intestinales a un impact sur le système immunitaire intestinal, même si les souris sont soumises à un régime alimentaire normal.

Nous avons soumis, pendant 24 semaines, des souris C57Bl/6 déficientes en FXR uniquement dans les cellules épithéliales de leur intestin (souris intFXR KO) et leurs congénères témoins à un régime témoin ou à un régime induisant la NAFLD.

Les souris intFXR KO et leurs congénères témoins seront caractérisés sous régime chow et sous régime inducteur de NAFLD en ce qui concerne la progression de la pathologie hépatique (suivi du poids corporel, plasma ASAT/ALAT par ELISA, qPCR et histologie du foie) en relation avec la santé intestinale (histologie intestinale et immunofluorescence) et la perméabilité intestinale (sérum IgA par ELISA). L'étude du système immunitaire intestinal et du recrutement des cellules immunitaires sera réalisée dans l'intestin grêle et le côlon (bio-informatique et analyse statistique des données d'immunophénotypage générées lors du sacrifice, qPCR et immunofluorescence).

Ce programme devrait renforcer la preuve de concept préclinique de FXR comme cible pharmacologique potentielle pour le traitement du diabète et de sa complication NAFLD.

 

 

Le récepteur nucléaire Rev-Erbα : un nouvel acteur du métabolisme lipidique alimentaire intestinal ?

 

Superviseur : Olivier BRIAND - INSERM U1011 - EGID

Laboratoire JK, Pôle recherche Faculté de médecine, boulevard du Pr Jules Leclercq 59 Lille

Téléphone : +33 3 20 97 42 11 - olivier.briand@univ-lille.fr

L'obésité et le diabète sont des maladies chroniques multifactorielles dont l'étiologie est un déséquilibre entre les apports et les dépenses énergétiques. Des anomalies importantes des fonctions intestinales, notamment une surproduction de lipoprotéines riches en triglycérides, accompagnent ces troubles métaboliques et contribuent au développement de l'athérosclérose et de la maladie du foie gras (NAFLD). Le récepteur nucléaire Rev-Erbα intègre l'horloge biologique au métabolisme dans les principaux organes. Sur la base de nos travaux actuels, nous émettons l'hypothèse que Rev-Erbα dans l'intestin est un acteur moléculaire clé dans l'orchestration du métabolisme des lipides alimentaires, ainsi que dans le contrôle de la production de lipoprotéines.

Ce projet M2 est centré sur l'étude, dans des modèles organoïdes ex vivo (ou mini-intestin) d'origine humaine et murine, des mécanismes impliqués dans le contrôle par Rev-Erbα de la réponse lipidique postprandiale intestinale. L'inhibition dans les entéroïdes de l'expression de gènes cibles candidats, couplée à l'utilisation d'inhibiteurs de processus biologiques (lipophagie, trafic vésiculaire...) permettra d'élucider les mécanismes moléculaires. Le lien avec la clinique sera réalisé par l'utilisation de modulateurs pharmacologiques de Rev-Erbα.

Les approches utilisées sont basées sur des techniques de biologie cellulaire et moléculaire (analyse de l'expression des gènes et des protéines, immunofluorescence indirecte, invalidation et surexpression de gènes...). Ce projet s'appuie sur un important travail de culture cellulaire et d'analyse d'images.

Caractérisation des effets métaboliques de l'activation de TGR5 dans l'intestin : étude dans un modèle murin à l'aide d'un outil pharmacologique

Superviseur : Anne TAILLEUX-Inserm UMR 1011-Institut Pasteur de Lille-Université de Lille anne.tailleux[chez]univ-lille[point]fr

Contexte - L'intestin est un organe contribuant à l'homéostasie métabolique et inflammatoire via 1/ sa fonction d'absorption des nutriments, 2/ sa flore commensale métaboliquement active, 3/ sa fonction de barrière, en contrôlant la perméabilité, 4/ sa fonction entéroendocrine, en synthétisant et sécrétant des molécules de signalisation, et 5/ sa fonction homéostatique, par le biais des cellules immunitaires qu'il contient. TGR5 est un récepteur membranaire des acides biliaires couplé aux protéines G, exprimé par différents types de cellules impliquées dans la régulation de l'homéostasie métabolique, en particulier les cellules entéroendocrines productrices de l'incrétine glucagon-like-peptide-1 (GLP-1), connue pour ses effets bénéfiques sur l'homéostasie métabolique. Un outil pharmacologique a été développé, composé d'un pharmacophore conférant une activité agoniste sur le récepteur TGR5 murin et d'un kinétophore qui réduit son absorption intestinale et cible les actions de la molécule dans la partie distale de l'intestin lorsqu'elle est administrée par voie orale.

Hypothèse - L'activation du TGR5 dans l'intestin pourrait entraîner une amélioration de l'homéostasie métabolique, une réduction de la prise alimentaire et une meilleure tolérance au glucose.

Objectif - En M2, notre objectif sera d'analyser les effets métaboliques et leurs mécanismes moléculaires de l'activation sélective du récepteur TGR5 dans l'intestin par un agoniste sélectif, le BDM72881.

Méthodes - Chez des souris C57BL6 mâles, les effets de l'administration aiguë du composé BDM72881 seront évalués par la mesure de la prise alimentaire et de la dépense énergétique (cages métaboliques), l'activation neuronale (immunohistochimie), un test fonctionnel pour évaluer l'homéostasie métabolique (OGTT), ainsi que la détermination des peptides co-sécrétés avec le GLP-1 (ELISA multiplex).

Ce projet de master 2 pourrait déboucher sur un projet de thèse qui évaluera plus globalement le rôle de TGR5 dans l'intestin sur la fonction endocrine.

Mots clés - Récepteur TGR5, fonction entéroendocrine, incrétines, peptides gastro-intestinaux, homéostasie métabolique, approche pharmacologique, analyses biochimiques, analyses histologiques, mesure de l'expression génique.

Rôle physiopathologique des acides aminés impliqués dans le métabolisme à un carbone dans la NAFLD : analyse des mécanismes moléculaires des variations observées dans une cohorte de patients.

Tuteur : Guillaume GRZYCH, AHU CHU Lille - guillaume.grzych[chez]chru-lille[point]fr
Laboratoire : UMR 1011. Institut Pasteur de Lille. 1 rue du Pr Calmette. 59019 Lille.
Contexte : La NAFLD (Non Alcoholic Fatty Liver Disease), enjeu majeur de santé publique, est la complication hépatique du syndrome métabolique et est fortement associée au diabète et à l'obésité. La NAFLD est une pathologie progressive caractérisée par des lésions hépatiques dues à une accumulation de triglycérides dans le foie ou stéatose isolée (NAFL : Non-Alcoholic Fatty Liver). En cas d'inflammation associée, la NAFL évolue vers une stéatohépatite (NASH : Non-Alcoholic Steato Hepatitis). Les complications possibles de la NAFLD sont la fibrose, la cirrhose et le carcinome hépatocellulaire. Les mécanismes qui induisent la NASH à partir de la NAFL sont encore mal compris. Grâce à une étude de cohorte, nous avons mis en évidence chez les patients atteints de NASH un profil métabolique plasmatique spécifique impliquant des modifications des acides aminés impliqués dans le métabolisme à un carbone (métabolisme 1C). Ce métabolisme régule la méthylation, ce qui peut conduire à des changements épigénétiques. Afin de comprendre les mécanismes moléculaires qui sous-tendent les variations plasmatiques observées chez les patients atteints de NASH, nous souhaitons étudier ces modulations dans un modèle de souris dans lequel la NASH est induite par un régime alimentaire spécifique. La littérature rapporte que l'activation du récepteur nucléaire PPARɑ par le fénofibrate dans un modèle de souris et chez l'homme conduit à une augmentation d'un métabolite intermédiaire du métabolisme à un carbone, l'homocystéine (Luc et al., 2004). Puisque l'expression de PPARɑ est elle-même diminuée dans la NASH (Francque et al., 2015), nous supposons que PPARɑ pourrait être un des régulateurs du métabolisme du carbone dans la NASH.

Objectif : Le projet vise à analyser les variations d'acides aminés plasmatiques et hépatiques ainsi que les variations d'expression génique dans un modèle murin de NASH induit par le régime alimentaire avec contrôle de l'expression et/ou de l'activité de PPARɑ.

Méthodes : Les modèles de souris utilisés présenteront une NASH induite par le régime alimentaire avec soit une inactivation génétique de PPARɑ (Ko total ou Ko spécifique dans les hépatocytes) soit une activation pharmacologique de PPARɑ (par des fibrates). Des analyses métabolomiques ciblées par spectrométrie de masse seront réalisées sur des échantillons de plasma et de foie provenant de ces modèles. En fonction des résultats métabolomiques, des analyses d'expression génique dans le foie par Q-PCR ou analyse transcriptomique permettront d'identifier les gènes responsables des variations métaboliques observées.

Collaborations : Ce travail sera réalisé en collaboration avec le Dr Joël Haas et le Pr Anne Tailleux (équipe 1 de l'UMR1011).

Mots-clés : NAFLD, modèle murin, PPARɑ, acides aminés, métabolisme, métabolomique.

FASTRIP- Stratégie de ciblage pour l'inhibition de l'interaction FAT10/PPAR pour le traitement de la NASH

 

Superviseur : Pr Réjane Paumelle-Lestrelin.

rejane.lestrelin[chez]univ-lille[point]fr

Tel : 03 20 97 42 09

INSERM- UMR1011 " Récepteur nucléaire, maladies métaboliques et cardiovasculaires ".

Laboratoire J&K-Faculté de médecine pôle recherche-Bd Pr Julex Leclerc-Lille

Master 2 Biologie Santé : parcours : Diabètes et Maladies cardiovasculaires- Santé de précision

La stéatose hépatique non alcoolique (NAFLD) est en train de devenir rapidement la maladie hépatique la plus courante, affectant 80% de la population obèse. La NAFLD est initiée par l'accumulation de graisse dans le foie (stéatose) qui évolue vers une stéato-hépatite non alcoolique (NASH). La NASH est un facteur de risque de maladies hépatiques invalidantes et mortelles, telles que la cirrhose et le carcinome hépatocellulaire (CHC), ainsi que de maladies cardiovasculaires. Actuellement, il n'existe aucun traitement médicamenteux permettant de limiter la gravité de la NASH. Dans ce contexte, il est important de bien caractériser les mécanismes moléculaires responsables du développement et de la progression de cette pathologie afin d'apporter des solutions préventives et/ou thérapeutiques.

Les résultats du laboratoire UMR1011 ont révélé une implication de FAT10/UBD, dans la progression de la NASH. FAT10 est un membre de la famille des protéines eucaryotes de type ubiquitine pas ou peu exprimé dans les tissus normaux, dont l'expression est augmentée en contexte inflammatoire. FAT10 contient deux domaines UBL permettant une interaction covalente (FATylation) par l'intermédiaire de ligases (USE1 et UBA6), ou une interaction non-covalente, conduisant ses substrats à une dégradation protéasomale ou lysosomale. L'analyse transcriptomique a montré une forte augmentation de l'expression de FAT10 dans le foie des patients atteints de NASH, qui est corrélée positivement avec les scores de stéatose, de fibrose, de ballonnement, et également avec la sévérité de la NASH. De manière intéressante, la surexpression de FAT10 était associée à une diminution de l'expression du récepteur activé par les proliférateurs de peroxysomes-α (PPARα), un récepteur nucléaire contrôlant le métabolisme des lipides et l'inflammation, ainsi qu'à une régulation négative de la voie de signalisation PPARα. Nos résultats suggèrent que FAT10 peut moduler la progression de la NASH en interagissant avec PPARα et en favorisant sa désactivation, mettant en évidence l'interaction FAT10/ PPARα comme une nouvelle cible potentielle pour traiter la NASH.

Dans ce contexte, l'objectif de ce projet est de :

(1) de bien caractériser le type d'interaction physique entre FAT10 et PPARα.

(2) de développer un test cellulaire pour analyser l'impact de l'interaction FAT10/ PPARα sur l'activité de PPARα.

(3) transférer le test sur la plateforme de criblage U1177 pour la miniaturisation et l'automatisation afin d'augmenter le débit.

(4) réaliser le criblage de 30 000 composés de la bibliothèque U1177 pour identifier les molécules inhibant l'interaction FAT10/PPARα.

Le projet Master 2 sera impliqué dans les parties 1) et 2) de ce projet. Nous espérons identifier de nouvelles molécules perturbant l'interaction FAT10/PPARα qui pourraient entrer dans un programme de découverte de médicaments pour aboutir à un candidat optimisé pour une preuve de concept dans le modèle murin de NASH développé dans le laboratoire UMR1011. Les résultats devraient mettre en évidence des mécanismes supplémentaires du développement de la NASH et conduire à l'identification de nouveaux outils thérapeutiques pour cette maladie.

Caractérisation du remodelage cardiaque au cours du développement de la NAFLD (Non Alcoholic Fatty Liver Disease) : focus sur le rôle des cellules immunitaires myocardiques.

Dr Laura BUTRUILLE, INSERM U1011 Récepteurs nucléaires, maladies métaboliques et cardiovasculaires laura.butruille[chez]pasteur-lille[point]fr

Pr David MONTAIGNE, INSERM U1011 Récepteurs nucléaires, maladies métaboliques et cardiovasculaires david.montaigne[chez]chru-lille[point]fr, 03 20 44 52 30

 

Les NAFLD (Non Alcoholic Fatty Liver Diseases) sont des manifestations hépatiques du syndrome métabolique associé à l'obésité et au diabète de type 2. Le terme NAFLD désigne la succession progressive du stade NAFL (Non Alcoholic Fatty Liver) caractérisé par la présence d'une stéatose hépatique, puis du stade NASH (Non Alcoholic Steato-Hepatitis) caractérisé par la présence d'une stéatose hépatique et d'une inflammation. A long terme, la NASH peut conduire à une fibrose hépatique, aboutissant finalement à une cirrhose ou à un cancer. Ces pathologies hépatiques chroniques sont à ce jour sans traitement et de nombreuses études épidémiologiques rapportent un risque accru de développer des pathologies cardiovasculaires telles que l'athérosclérose, l'insuffisance cardiaque ou l'arythmie chez ces patients. Cependant, les mécanismes liant la NAFLD aux pathologies cardiaques sont imparfaitement compris. Nos premiers résultats suggèrent une dérégulation de l'immunité innée induite par les NAFLD, favorisant le développement de foyers inflammatoires intracardiaques et de fibrose dans les oreillettes et les ventricules. Le projet consiste à caractériser ces mécanismes dans un modèle pré-clinique de souris. La description des phénotypes hépatiques et cardiaques sera basée sur des observations macroscopiques, des tests de stimulation cardiaque fonctionnelle, des analyses histologiques, des analyses d'expression génique et protéique et un immunophénotypage complet. Ces données viendront renforcer les études cliniques réalisées sur des biopsies myocardiques obtenues lors d'une chirurgie cardiaque et le suivi post-opératoire des patients d'une cohorte lilloise générée à l'Institut Coeur-Poumon (POMI-AF : NCT03376165).

 

 

Impact de l'heure de la journée sur la réponse immuno-inflammatoire péri-opératoire et le remodelage myocardique après chirurgie cardiaque.

Pr David MONTAIGNE, INSERM U1011 Récepteurs nucléaires, maladies métaboliques et cardiovasculaires

03 20 44 52 30, david.montaigne[chez]chru-lille[point]fr

Dr Laura BUTRUILLE, INSERM U1011 Récepteurs nucléaires, maladies métaboliques et cardiovasculaires laura.butruille[chez]pasteur-lille[point]fr

La sténose de la valve aortique est la pathologie valvulaire cardiaque la plus fréquente. Cette valvulopathie est responsable d'un obstacle chronique à l'éjection du ventricule gauche (VG). Face à cette postcharge élevée, le VG s'adapte en augmentant sa masse musculaire. Ce remodelage initialement adaptatif contribue au développement d'une fibrose intra-myocardique et à une altération de la relaxation et de la compliance du VG. Le remodelage myocardique devient alors inadapté et conduit à l'insuffisance cardiaque. Le remplacement de la valve aortique (AVR) est la seule option thérapeutique.

Des études précliniques établissent un lien entre le rythme circadien, l'inflammation et le remodelage cardiaque. Nous avons récemment démontré que le remplacement valvulaire aortique (RVA) est associé à moins de complications lorsqu'il est effectué l'après-midi par rapport au matin. Nous supposons que l'horloge biologique module le recrutement peropératoire des cellules immunitaires et donc le processus de guérison et le remodelage inverse du myocarde après un AVR. Nous souhaitons compléter nos observations cliniques par une étude préclinique dans un modèle de souris. Nous réaliserons un transcriptome et un épigénome sur les leucocytes circulants après une chirurgie le matin par rapport à l'après-midi afin de déterminer l'impact du rythme circadien sur la réponse inflammatoire systémique. Nous analyserons les populations de cellules inflammatoires intra-myocardiques en utilisant un immunophénotypage complet. Enfin, nous définirons l'impact du récepteur nucléaire REV-ERBɑ et de la signalisation du gène de l'horloge sur les signatures épigénétiques des leucocytes et le remodelage cardiaque dans ce modèle animal.

ÉQUIPE 3

 

Caractérisation des interactions entre les cellules dendritiques (DC) et les cellules T (T) dans la stéatohépatite non alcoolique (NASH)

 

Superviseur. David DOMBROWICZ, DR Inserm - david.dombrowicz[chez]pasteur-lille[point]fr

Laboratoire : UMR 1011. Institut Pasteur de Lille. 1 rue du Pr Calmette. 59019 Lille. 0320877967

Contexte. La NASH ou " maladie du foie gras " est une pathologie dont l'incidence a considérablement augmenté dans le monde et pour laquelle il n'existe actuellement aucun traitement pharmacologique. Nous avons montré (Haas et al. Nat. Metab. 2019), chez l'homme et dans un modèle animal, que cette pathologie métabolique est associée à de profondes modifications du système immunitaire affectant notamment des sous-populations de DC (cDC1 et cDC2) et de LT CD8 cytotoxiques. Ces altérations sont potentiellement causales dans la pathologie mais les mécanismes fonctionnels impliqués, y compris les interactions entre DC et LT, restent inconnus et ces populations n'ont pas été précisément caractérisées.

Objectif. Le but du Master 2 est d'analyser la caractérisation phénotypique et fonctionnelle des populations de cellules T CD8 (et CD4).

Méthodes. Dans un modèle murin de NASH induit par l'alimentation, les populations de lymphocytes T CD8 et CD4 hépatiques seront caractérisées par différentes techniques : cytométrie de flux, RNA-seq sur cellules uniques (avec une analyse particulière des voies métaboliques et du récepteur antigénique des lymphocytes T -TCR-), mesures du métabolisme intracellulaire (Seahorse). En fonction des résultats obtenus, les interactions avec les DCs pourraient être évaluées dans des tests fonctionnels.

Collaboration. Ce travail sera réalisé en collaboration avec le Dr Joël Haas (UMR1011 Team 1).

Mots-clés. NASH, lymphocytes T, DC, métabolisme, scRNA-seq, bioinformatique, test fonctionnel.

 

 

ÉQUIPE 4

 

Contrôle transcriptionnel de la plasticité phénotypique des cellules hépatiques

 

Jérôme Eeckhoute - INSERM U1011 Récepteurs nucléaires, maladies cardiovasculaires et diabète Faculté de Médecine de Lille - Pôle Recherche
Boulevard du Professeur Leclerc, Bâtiment J&K
59045 Lille cedex - Tel :03.20.97.42.19

jerome.eeckhoute[chez]inserm[point]fr

u1011.pasteur-lille.fr/lunite/theme-4-analyse-transcriptionnelle-integree-des-maladies-hepatiques/

Le foie exerce des fonctions métaboliques instrumentales qui doivent être constamment ajustées au statut nutritionnel et énergétique de l'organisme. Nous avons récemment identifié que le transcriptome hépatique est contrôlé par une interaction fonctionnelle entre la structure de la chromatine, l'épigénome et plusieurs complexes de régulation transcriptionnelle. Dans ce contexte, nous cherchons à identifier comment les régulateurs transcriptionnels interagissent avec la chromatine pour assurer la spécificité et les niveaux appropriés d'expression des gènes hépatiques. Nous nous intéressons également à la perturbation de ces mécanismes dans le contexte d'un dysfonctionnement hépatique. Nous proposons un stage de Master 2 sur ce thème pour un étudiant intéressé par l'élucidation des mécanismes moléculaires de la régulation transcriptionnelle.

 

 

ÉQUIPE 5

 

Le tissu adipeux brun de l'embryon à l'adulte : implications dans les maladies métaboliques

 

Superviseur : Dr. Alicia Mayeuf-Louchart

Institut Pasteur de Lille, Université de Lille, Unité 1011-Pr B. Staels, Equipe 5-Dr. H. Duez)

03.20.87.77.75

alicia.mayeuf-louchart[chez]inserm[point]fr
               Le tissu adipeux brun représente une nouvelle cible thérapeutique pour le traitement des maladies métaboliques. Lorsqu'il est activé par différents stimuli tels que l'exposition au froid, le tissu adipeux brun métabolise environ 20% de l'apport énergétique quotidien. Une partie du glucose absorbé par les adipocytes bruns est stockée sous forme de glycogène. Cependant, on connaît mal le rôle du glycogène et son devenir dans les adipocytes bruns. Nous avons récemment publié un article montrant que la dynamique du glycogène (formation et dégradation) est essentielle pour la formation des gouttelettes lipidiques pendant la différenciation des adipocytes bruns.

L'objectif de ce projet est d'étudier le métabolisme du glycogène dans les adipocytes bruns et beiges, afin de déterminer si son métabolisme peut représenter une cible potentielle pour améliorer l'activité du tissu adipeux brun dans le contexte des maladies métaboliques.

Cette étude sera basée sur des expériences dans le modèle de la souris, pendant le développement et chez l'adulte dans différentes conditions physiopathologiques. Pendant le M2R, l'étudiant réalisera des expériences en histologie (coupes de tissus, coloration, immunoshistochimie, microscopie), biologie cellulaire (culture cellulaire, immunohistofluorescence, microscopie confocale), biologie moléculaire (extraction d'ARN, RTqPCR) et métabolisme (tests biochimiques). Ce projet vise à initier un projet de thèse.