Déterminants génétiques et métaboliques d'une Lipoprotéine (a) élevée – KRINGLE2

Epidémiologiques (cohortes), biochimiques (dosages par chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse), génétiques (whole exode sequencing et GWAS), et cellulaires.

Nous avons montré que la taille de l’apo(a) est proportionnelle à la réduction relative en Lp(a) induite par les inhibiteurs de PCSK9 (Blanchard 2022) et que la réduction des niveaux de Lp(a) associée à l’isoforme E2 de l’apolipoprotéine E n’est pas affectée par la transition vers un profil dysbetalipoprotéinémique des porteurs homozygotes de cette isoforme (Chemello 2022).

Nous avons également démontré par l’étude génétique d’une grande famille réunionnaise que le phénotype hyper Lp(a) des membres de cette famille résulte de la présence d’un allèle d’apo(a) contenant 21 domaines kringle 4 ainsi qu’une combinaison délétère de polymorphismes génétiques au niveau de ce locus, tous associés à uneforte augmentation de l’expression du gène LPA. Nous montrons aussi que cet allèle d’apo(a) confère un score de risque génétique de maladie cardiovasculaire extrême (Coassin 2022).

Nous avons montré que parmi les quatre miRs candidats identifiés in silico par complémentarité de séquence, seul le miR455-5p s’est montré efficace pour réduire l’expression génique et protéique de l’apo(a). Ce travail a été réalisé sur un clone cellulaire HEK293 surexprimant le cDNA de l’apo(a) humaine. Nous avons généré des clones de cellules pluripotentes induites (hiPSCs) à partir du prélèvement effectué sur un patient hyper-Lp(a) appartenant à la famille décrite ci-dessus (Coassin 2022). Deux clones ont été différenciés en hepatocytes like cells (HLCs). Ces cellules sont fonctionnelles et sécrètent de l’apo(a) humaine contrairement à des HLCs issus d’individus non hyper Lp(a). Ce résultat a pu être mis en évidence lorsque ces cellules étaient cultivées en plaque (2D) mais aussi sous forme d’organoides (3D).

1. V Blanchard et al. (2022) “The size of apolipoprotein (a) is an independent determinant of the reduction in lipoprotein (a) induced by PCSK9 inhibitors.” Cardiovascular Research 118, 2103-2111.

2. S Coassin et al. (2022) “Genome-wide Characterization of a Highly Penetrant Form of Hyperlipoprotein(a)emia Associated with Genetically Elevated Cardiovascular Risk.” Circulation Genomic and Precision Medicine 15, e003489.

3. K Chemello et al. (2022) “Genetic and mechanistic insights into the modulation of circulating Lipoprotein (a) concentration by apolipoprotein E isoforms” Current Atherosclerosis Reports 24, 399-405.

4. Brevet - EP21305421.6 déposé par Inserm Transfert le 01 Avril 2021. Stratégie de différenciation hépatique des cellules hiPS en 3D dans Biomimesys.

Une personne sur cinq dans la population présente des niveaux plasmatiques élevés en lipoprotéine (a) [Lp(a)], une lipoprotéine extrêmement athérogène qui ressemble aux lipoprotéines de basse densité (LDL). Les études physiopathologiques, épidémiologiques, et génétiques démontrent que lorsque la concentration sanguine en Lp(a) dépasse 125 nmol/L, la survenue d’événements cardiovasculaires augmente très fortement. La différence structurale majeure entre Lp(a) et LDL est que la Lp(a) contient une protéine caractéristique supplémentaire, l’apolipoprotéine (a) [apo(a)]. La taille de l’apo(a) est très variable car elle contient entre 1 et 40 répétitions du domaine kringle-IV2 (KIV2). Ce polymorphisme est à l’origine de l’existence de 40 isoformes différentes chez l’homme. La taille de l’apo(a) est inversement corrélée avec les concentrations sanguines en Lp(a). Les mécanismes physiologiques qui déterminent les concentrations plasmatiques en Lp(a) ne sont malheureusement pas connus. L’objet de notre projet de recherche est d’élucider ces mécanismes.

(1) Ainsi, les voies métaboliques qui gouvernent la production de la Lp(a) restent à déterminer. Les micro-ARN (miRs) contrôlent l’expression des gènes et sont notamment impliqués dans la régulation de l’homéostasie lipoprotéique. Les miRs induisent l’inactivation des ARN messagers et par conséquent réduisent l’expression des gènes cibles. Nous proposons d’étudier comment ces miRs modulent l’expression du gène de l’apo(a).
(2) Dans la population, les niveaux plasmatiques en Lp(a) peuvent varier du simple au centuple même chez des porteurs d’apo(a) de tailles identiques. Nous avons recruté une grande famille dans laquelle plusieurs individus ont des niveaux extrêmes de Lp(a). Nous souhaitons déterminer les causes génétiques sur l’apo(a) qui sont responsable de leurs concentrations sanguines très élevées en Lp(a) en lien avec la survenue prématurée d’événements cardiovasculaires.
(3) Les niveaux plasmatiques en Lp(a) ne sont pas sensibles aux modifications thérapeutiques du mode de vie ni aux médicaments hypocholestérolémiants comme les statines, ce qui constitue un défi thérapeutique majeur dans la prise en charge des patients. Une nouvelle classe d’hypolipémiants, les inhibiteurs de PCSK9, permet une réduction de 30% des niveaux de Lp(a). Nous étudierons les mécanismes moléculaires et cellulaires par lesquels les inhibiteurs de PCSK9 modulent les niveaux de Lp(a) ainsi que l’influence de la taille de l’apo(a) sur l’efficacité de ces nouveaux traitements.
(4) Le gène de l’apolipoprotéine E (apoE) est le seul à côté de l’apo(a) et de PCSK9 à moduler les concentrations sanguines en Lp(a). Chez l’homme on trouve trois isoformes majeures pour l’apoE (e2/e3/e4) qui diffèrent par la présence d’acides aminés distincts aux positions 112 et 158. Les porteurs de l’isoforme e2 ont des niveaux réduits en Lp(a). Nous investiguerons les voies métaboliques permettant d’expliquer ce phénomène.

L’ensemble de ces projets doit nous permettre de déterminer avec précision les mécanismes moléculaires et cellulaires qui gouvernent le métabolisme de la Lp(a). Ces travaux doivent également permettre d’améliorer le diagnostic et de déterminer des cibles thérapeutiques prometteuses pour les patients présentant un fort risque cardiovasculaire associé à la Lp(a).