Caractérisation de la signature en microARN des lipoprotéines de haute densité

Abstract

Le cholestérol des lipoprotéines de haute densité (HDL-C) est un marqueur inverse et indépendant du risque cardiovasculaire. Cependant, l’échec des essais thérapeutiques visant à réduire le risque cardiovasculaire par l’augmentation du niveau de HDL-C suggère que la fonctionnalité du HDL importe davantage que son contenu en cholestérol. Le HDL exerce divers effets cardioprotecteurs, incluant la promotion du transport à rebours du cholestérol ainsi que la diminution de l’inflammation et de l’oxydation, et transporte des microARN (miARN) fonctionnels en circulation, lesquels sont transférables à des cellules cibles in vitro. Les miARN sont de courtes (~22 nucléotides) molécules d’ARN simple-brin non-codant contribuant à la régulation post-transcriptionnelle de ~60% des gènes humains en s’hybridant à la région 3’ non-traduite (3’ UTR) de l’ARNm cible; inhibant sa traduction et favorisant sa dégradation. Les objectifs de cette thèse étaient d’identifier les miARN transportés par les HDL dans différentes conditions métaboliques et leur association avec des marqueurs de risque cardiovasculaire, puis de caractériser le microtranscriptome des HDL, lequel pourrait contribuer à médier ses fonctions cardioprotectrices.

Suivant une approche par gène candidat, miR-223-3p et miR-135a-3p ont été quantifiés par RT-qPCR dans les HDL d’hommes sains ayant complété une étude nutritionnelle sur les acides gras trans (AGT). Les changements de concentration de ces miARN en réponse à la diète ont été associés aux variations de marqueurs de risque cardiovasculaire. Suivant le même devis, 87 miARN ont été quantifiés dans les HDL et le plasma, dont 7 miARN ont été trouvés enrichis dans les HDL et associés aux voies biologiques liées au métabolisme des lipides. De plus, la proportion de certains miARN plasmatiques transportés par les HDL était particulièrement sensible à la diète. Finalement, le profil en miARN des HDL a été caractérisé par séquençage de nouvelle génération chez des femmes et hommes sains et celui-ci s’est avéré distinct de celui du plasma et ne variait pas selon le sexe.

Ces résultats suggèrent que la signature en miARN des HDL est distincte de celle du plasma, indépendante du sexe et sensible aux changements métaboliques comme ceux induits par la consommation d’une diète riche en AGT. Le contenu en miARN des HDL pourrait vraisemblablement contribuer aux fonctions physiologiques de cette lipoprotéine.

Abstract : High-density lipoprotein cholesterol (HDL-C) levels are independent and recognized inverse marker of cardiovascular risk. However, failure of recent clinical trials to efficiently reduce the cardiovascular risk through pharmaceutical interventions increasing HDL-C levels suggests that the HDL’s cardioprotective effects are more likely due to their functionality rather than their cholesterol content. HDL has several cardioprotective effects, including its promotion of reverse cholesterol transport as well as its anti-inflammatory and anti-oxidative properties, and was found to transport microRNAs (miRNAs) in the blood stream and deliver them to recipient cells in vitro. MiRNAs are ~22 nucleotides non-coding, single-stranded RNA molecules contributing to the post-transcriptional regulation of ~60% human genes through hybridization to the mRNA 3’ untranslated region (UTR); inhibiting its translation and promoting its degradation. The objectives of this thesis were to identify HDL-carried miRNAs in diverse metabolic conditions, to assess their relationship with cardiovascular risk markers and to characterize the HDL’s microtranscriptome, which might contribute to the HDL’s cardioprotective functions. Following a candidate gene approach, miR-223-3p and miR-135a-3p were quantified by RT-qPCR in purified HDL from healthy men who completed a nutritional trial on trans fatty acids (TFAs). Diet-induced variations in these HDL-carried miRNA concentrations were associated with variations in cardiovascular risk markers. Following the same design, 87 miRNAs were quantified (miScript RT-qPCR array), from which 7 miRNAs were found enriched in purified HDLs compared to plasma and these miRNAs were associated with biological pathways related to lipids metabolism. Moreover, the contribution of some miRNAs to the plasmatic pool was particularly affected by the consumption of a diet rich in TFAs. Finally, the HDL-carried miRNA profile was characterized by next generation sequencing in healthy women and men and was found distinct from that of plasma and similar in both sexes. These results suggest that the HDL’s miRNA signature is distinct from that of plasma, independent of sex and sensitive to metabolic changes such as those induced by consumption of a diet rich in TFAs. The miRNA content of HDL might likely contribute to the physiological functions of this lipoprotein.