Dialogues génétiques et fonctionnels permettant à la signalisation Wnt/beta-caténine de contrôler la balance énergétique dans le foie – WNT-METABOLIV

Le foie joue un rôle clé dans le contrôle de l’homéostasie métabolique, car, en fonction de l’état nutritionel, il peut soit stocker l’énergie présente en excès, soit fournir des nutriments aux autres organes. Les fonctions anaboliques et cataboliques sont situées dans différentes régions du lobule hépatique, le long d’un gradient porto-central, définissant ainsi la notion de zonation métabolique. Le partenaire 1 a récemment montré que le signal Wnt/beta-caténine était un régulateur majeur de la zonation hépatique. Ce signal induit un programme génique de type péricentral et sa répression est nécessaire pour l’expression d’un programme génique de type périportal, ce qui en fait un acteur déterminant de la mise en place du gradient d’expression génique de la plupart des régulateurs métaboliques le long de l’axe porto-central. Le métabolisme azoté est une cible majeure du signal beta-caténine, mais bien que nos données récentes suggèrent que cette voie contrôle également le métabolisme glucidique, son implication dans le contrôle du métabolisme énergique n’est pas établie.
Dans ce projet, nous utilisons à la fois des approches génétiques et métaboliques pour décrypter le rôle du signal beta-caténine dans la régulation de l’homéostasie énergétique. Nous utilisons des modèles murins d’invalidation génique conditionnelle soit du gène beta-caténine générant des foies de type périportal, soit du gène Apc pour générer des foies de type périveineux. Ces modèles nous ont déjà permis d’entreprendre une analyse globale à haut-débit dans le but de décrypter les réseaux moléculaires responsables du contrôle complexe de la transcription par le signal beta-caténine dans le foie. Par séquençage haut-débit, nous avons établi le transcriptome du foie contrôlé par beta-caténine, ainsi que les séquences d’ADN liant le complexe beta-caténine/Tcf4 (ChIP-Seq). L’interactome de beta-caténine a été identifié par spectrométrie de masse après co-immunoprécipitation. Une analyse préliminaire de ces données suggère un dialogue entre le signal beta-caténine et celui des récepteurs nucléaires à vocation métabolique (Hnf4, PPAR ou COUPTF-II) dans le contrôle de l’expression de certaines cibles géniques de beta-caténine. Nos résultats non publiés sont également en faveur d’un dialogue entre le signal beta-caténine et la voie de l’insuline, un régulateur crucial du métabolisme énergétique.
Nos objectifs sont : i) d’élucider les mécanismes moléculaires permettant au signal Wnt/beta-caténine d’imprimer un programme génique particulier dans le foie ; ii) de déterminer comment ce signal contrôle le métabolisme énergétique hépatique et dialogue avec les voies de l’insuline et des récepteurs nucléaires.
Les données brutes générées par les approches à haut-débit sont disponibles, et seront traitées par des logiciels mis au point par un bioinformaticien qui a travaillé avec le partenaire 1. Des analyses in silico adéquates, couplées à des validations faites in vitro et in vivo seront réalisées afin de définir la place de Tcf4 dans la régulation de la transcription dépendante et indépendante de la beta-caténine, d’identifier et valider de nouveaux motifs d’ADN relayant la zonation hépatique, et de définir le « targetome » métabolique de la beta-caténine. L’association avec des partenaires experts dans les analyses métaboliques permettra, à l’aide d’approches ex vivo et in vivo, de décrypter le contrôle par la voie Wnt du métabolisme glucido-lipidique et ses répercussions sur la balance énergétique, dans des conditions basales, et chez des souris soumises à un régime alimentaire hypercalorique induisant une stéatose hépatique et une résistance à l’insuline. D’autre part, l’utilisation de modèles murins présentant différents niveaux de sensibilité à l’insuline et de modèles de souris déficientes en Hnf4alpha, PPARalpha ou COUPTF-II permettra d’évaluer comment ces différentes voies sont inter-connectées pour assurer le contrôle du métabolisme énergétique.