Stéatose hépatique non-Alcoolique, Hépatocytes, Stress de Réplication, Pool de nucléotides, CGAS-STING

La prévalence de la stéatose hépatique non-alcoolique (Non-Alcoholic Fatty Liver Disease - NAFLD, en anglais) est en augmentation constante dans les pays industrialisés. La NAFLD se caractérise par une stéatose hépatique associée à une surcharge chronique d'acides gras, qui entraîne une lipotoxicité. Celle-ci est considérée comme un des « hits » majeurs conduisant à la stéatohépatite (NASH). Les hépatocytes effectuent des cycles de lyse-régénération induits suite à une mort chronique suivit d'une prolifération compensatoire. Ces cycles, associés à une fibrose légère/avancée et une réponse immunitaire, contribuent à augmenter le risque de développer un carcinome hépatocellulaire. Le laboratoire a précédemment démontré, à l'aide de modèles murins de NAFLD, que la division des hépatocytes stéatosiques active la réponse aux dommages de l'ADN (DNA Damage Response - DDR, en anglais), ce qui empêche l'activation de la kinase mitotique (CDK1-cycline B) et conduit à un cycle d'endoréplication. Il est intéressant de noter que l'endoreplication est considérée comme un programme de division alternatif (sans mitose) dans un contexte de stress génomique. L'objectif de mon doctorat était de déterminer les stigmates de dommages de l'ADN induisant l'activation du DDR dans les hépatocytes gras et la conséquence sur la progression de la maladie. En utilisant différents modèles murins de NAFLD (High-Fat-High-Sucrose et Choline-Deficient /High-Fat diet), nous avons montré par analyse transcriptomique que la réplication des hépatocytes gras est associée à un ensemble de gènes enrichis dans le point de contrôle G2/M associé à la réparation de l'ADN. Des analyses plus fines par peignage moléculaire et « Comet Assay » montrent que les hépatocytes NAFLD présentent un stress de réplication (SR). Ceux-ci exhibent une réduction de la vitesse de réplication associée à la présence de fourches de réplication à l'arrêt. Concernant la présence de cassures de l'ADN, les hépatocytes NAFLD en cours de réplication affichent des niveaux élevés de gamma-H2AX avec un marquage pan-nucléaire. Des analyses moléculaires révèlent une activation de p-ATR/p-RPAS33, spécifique des cassures de l'ADN associées à la réplication (dit « simple-brin »). Il est intéressant de noter que seuls les hépatocytes CD-HFD en division présentent des cassures d'ADN double-brin (marquage 53BP1). Par chromatographie liquide combinée à de la spectrométrie de masse, nous montrons que les nucléotides et les pools de dNTP sont déséquilibrés lors de la division des hépatocytes gras. La supplémentation en dNTPs suffit à diminuer partiellement le SR. Enfin, nous démontrons que des fragments d'ADN simple-brin sont libérés dans le cytosol des hépatocytes gras endommagés, et induisent l'activation de la voie cGAS-cGAMP-STING menant à une réponse pro-inflammatoire de l'interféron de type I. De façon intéressante, nous avons récemment observé la même signalisation dans les hépatocytes NASH humains, associée à des dommages de l'ADN. Dans l'ensemble, mon doctorat a permis de mettre en évidence le mécanisme par lequel la division des hépatocytes gras peut favoriser la progression du NASH d'un point de vu lésionnel et inflammatoire.