Etude des vésicules extracellulaires adipeuses dans un contexte d’obésité : Caractérisation des cargos lipidiques et de l’adiponectine
| Titre | Etude des vésicules extracellulaires adipeuses dans un contexte d’obésité : Caractérisation des cargos lipidiques et de l’adiponectine |
| Type | Thèse de doctorat |
| Auteurs | Blandin Alexia |
| Directeurs | Le Lay Soazig, Rioux Vincent, Loyer Xavier, Bouloumié Anne |
| Année | 2021 |
| URL | https://dune.univ-angers.fr/fichiers/18012127/202114852/fichier/14852F.pdf |
| Mots-clés | Adiponectine, insulinorésistance, lipides, obésité, Tissu adipeux, Vésicules extracellulaires |
| Résumé | Plusieurs études ont révélé la capacité des vésicules extracellulaires (VE) dérivées de tissus adipeux (TA) à participer aux dysfonctions métaboliques associées à l’obésité. Ces effets biologiques sont généralement relayés par le transfert de matériel biologique vésiculaire aux cellules cibles. A ce jour, les études des VE adipeuses (VE-Ad) se sont majoritairement concentrées sur le profil des petits ARN transportés, négligeant les cargos protéiques et lipidiques qui pourraient aussi agir comme médiateurs des dysfonctions métaboliques. L’objectif de ma thèse visait à caractériser les VE adipeuses (VE-Ad) dans un contexte sain ou d’obésité afin de définir leur contenu lipidique et en adipokines. La purification des VE adipeuses (VE-Ad) a été réalisée à partir de milieux conditionnés de TA de souris contrôles ou obèses (ob/ob) par centrifugation différentielle. Nous confirmons la capacité du TA à sécréter des grandes (gVE) et des petites (pVE), deux sous-types que nous avons caractérisé par une combinaison d’approches microscopiques, biochimiques et analytiques. La première partie de ma thèse a consisté en une analyse quantitative des lipides neutres, du phospho-sphingolipidome et du cholestérol par spectrométrie de masse pratiquée à la fois sur les TA sécréteurs et les sous-types de VE-Ad. Cette analyse lipidomique a identifié 300 espèces lipidiques vésiculaires appartenant à 16 classes lipidiques différentes. Les VE-Ad présentent une composition lipidique spécifique par comparaison à celle du TA secréteur, quelquesoit le sous-type de VE-Ad étudié et le contexte métabolique (sain ou obèse). L’analyse lipidomique des TA sécréteurs révèle un phosph-sphingolipidome membranaire altéré dans des conditions d’obésité. Ceci s’illustre dans les VE-Ad par un enrichissement en phosphatidylglycérols, phospholipides d’origine mitochondriale, ainsi qu’en lipides associés au développement de l’insulino-résistance comme les dihydrocéramides et céramides. Les contenus en phosphatidylcholines, phosphatidylinositols et sphingomyélines sont également augmentés dans les VE-Ad dérivées de TA obèses comparées aux VE-Ad sécrétées par les TA contrôles. Nous révélons enfin une présence accrue d’espèces lipidiques transportant des lipides inflammatoires comme l’acide arachidonique. Ces lipides vésiculaires pourraient ainsi constituer des médiateurs lipidiques contribuant à la dysfonction mitochondriale, l’insulino résistance et l’inflammation chronique de bas-grade associée à l’obésité. Dans la seconde partie de ma thèse, nous avons réalisé le profil du contenu en adipokines des VE-Ad afin d’identifier les facteurs protéiques adipocytaires associés aux VE qui pourraient relayer leurs effets métaboliques. Nous mettons en évidence une sécrétion accrue des Ad-VE dans un contexte d’obésité. En utilisant des puces à adipokines, nous révélons que l'adiponectine est l'adipokine la plus enrichie dans les Ad-VE, principalement dans les pVE, sous ses formes oligomériques actives. L'adiponectine se distribue majoritairement sur la surface des VE, cette localisation résultant de l'adsorption non spécifique de l’hormone soluble. Le contenu vésiculaire en adiponectine est ainsi fonction de l’adiponectinémie, qui est diminuée au cours de l’obésité. Nous démontrons que l'adiponectine associée aux VE conserve ses propriétés insulino-sensibilisatrices sur des cellules cibles et que son injection chez des souris soumises à un régime riche en graisses prévient le développement de l'insulino-résistance chez ces animaux. Nos résultats mettent donc en exergue les VE comme vecteurs physiologiques des formes actives d’adiponectine, révélant une nouvelle voie de sécrétion/signalisation à considérer dans les effets bénéfiques relayés par l’adiponectine. |
| Résumé en anglais | Different studies have demonstrated the ability of extracellular vesicles (EV) derived from adipose tissue (AT) to participate in obesity-associated dysfunctions. These biological effects are generally mediated by the transfer of vesicular biological material to the target cells. To date, adipose EV (AdEV) studies have mainly focused on the profile of small RNA transported, neglecting protein and lipid cargoes that could also act as dysfunctional mediators.The objective of my thesis was to characterize AdEV in an healthy or obese context in order to define their lipid and adipokine content.Purification of AdEV was carried out from conditioned media of AT from control or obese (ob/ob) mice by differential centrifugation. We confirm the ability of AT to secrete large (lEV) and small (sEV), two subtypes that we characterized by a combination of microscopic, biochemical and analytical approaches.The first part of my thesis consisted of a quantitative analysis of neutral lipids, sphingo-phospholipidome and cholesterol by mass spectrometryof secretory AT and secreted AdEV subtypes. This lipidomic analysis identified 300 vesicular lipid species belonging to 16 different lipid classes. AdEV exhibit a specific lipid composition compared to that of the secretory AT, regardless of the EV subtype studied and the metabolic context (healthy or obese). Lipidomic analysis of secretory AT reveals an altered membrane sphingo-phospholipidome in the obesity context. This is illustrated in AdEV by an enrichment in phosphatidylglycerols, phospholipids of mitochondrial origin, as well as in lipids associated with the development of insulin resistance such as dihydroceramides and ceramides. The contents of phosphatidylcholines, phosphatidylinositols and sphingomyelins are also increased in AdEV derived from obese AT compared to the AdEV secreted by the control AT. Finally, we reveal an increased presence of lipid species carrying inflammatory lipids such as arachidonic acid.These vesicular lipids could thus constitute lipid mediators that could contribute to mitochondrial dysfunction, insulin resistance and chronic low-grade inflammation associated with obesity. In the second part of my thesis, we screened the adipokine profile of AdEV in order to identify the adipocyte protein factors associated with EV that could relay their metabolic effects. We show an increased secretion of Ad-EV in the context of obesity. Using adipokine chips, we reveal that adiponectin is the mostenriched adipokine in ADEV, mainly in sEV, in its active oligomeric forms. Adiponectin distributes mainly to the outer surface of EV, thislocalization resulting from the nonspecific adsorption of soluble hormone. The vesicular content of adiponectin is thus a function of adiponectinemia, which is reduced during obesity. Interestingly, we demonstrate that adiponectin associated with EV retains its insulin sensitizing properties on target cells and that their injection into mice subjected to a high-fat diet prevents the development of insulinresistance in these animals. Our results therefore highlight EV as physiological vectors of the active forms of adiponectin, revealing a new secretion/signaling pathway to be considered In the beneficial effects relayed by adiponectin. |
| Langue de rédaction | Français |
| Diplôme | Thèse de doctorat |
| Date de soutenance | 2021-12-10 |
| Editeur | Université d'Angers |
| Place Published | Angers |
| Libellé UFR | Collège doctoral |
| personnalisé5 | École doctorale Biologie-Santé (Rennes) |
| personnalisé6 | Stress Oxydant et Pathologies Métaboliques / SOPAM |
| personnalisé7 | Physiologie et Physiopathologie |