Les microvésicules endothéliales contenant ou non des mitochondries : nouveaux biomarqueurs pour évaluer l’exposition à un mélange d’hydrocarbures aromatiques alimentaires et sa toxicité – ENDOMITOPAH

Produites par toutes les cellules, les vésicules extracellulaires (VE), dont les exosomes (EXO) et les microvésicules (MV), sont des entités multimoléculaires qui interviennent dans le transfert intercellulaire de biomolécules (exemples : acides nucléiques, lipides, protéines) ou des organites intracellulaires entiers comme les mitochondries. Un grand nombre de MV contenant des mitochondries (ou Mito-MV) provenant des plaquettes et des cellules endothéliales sont observées dans la circulation sanguine. Ces données ont été le point de départ d'un regain d'intérêt pour ce type de VE. Notre projet s'inscrit dans ce cadre.
Par leur alimentation, les humains sont quotidiennement exposés à des mélanges de contaminants environnementaux dont les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP). Récemment, notre équipe en utilisant des approches in vitro et in vivo a démontré que plusieurs HAP, lorsqu'ils sont étudiés individuellement, sont capables : d'augmenter la production d'EXO et de MV par différents types de cellules, dont les cellules endothéliales ; modifier la composition EXO et MV ; et d’augmenter la charge en enzymes glycolytiques dans les MV (données non publiées). Cependant, l'effet d’un cocktail de HAP n'a pas été examiné.
Le foie est un site majeur du métabolisme des xénobiotiques ingérés. Par conséquent, cet organe est particulièrement exposé aux toxicités des contaminants chimiques. Les cellules endothéliales sinusoïdales du foie sont des acteurs essentiels du développement et de la progression des maladies hépatiques (exemple : la fibrose, la cirrhose, la stéatose hépatique non alcoolique). Dans le lobule hépatique, les VEs (EXO, MV) produits par les cellules endothéliales peuvent fusionner avec des cellules réceptrices telles que des hépatocytes, des cellules étoilées hépatiques ou des lymphocytes sanguins, et accéder à la circulation sanguine.
Les HAP sont soupçonnés de favoriser et d'aggraver les pathologies hépatiques et de perturber les fonctions mitochondriales. En présence d'un cocktail de HAP, les VEs produits par les cellules endothéliales pourraient avoir des effets délétères, notamment via le transfert de mitochondries défectueuses et l'altération de l'homéostasie des cellules cibles. Pour tester ces hypothèses, notre projet focalisé sur les MVs et Mito-MVs, aura trois objectifs principaux : 1) La caractérisation de la signature protéique des MVs produites par les cellules endothéliales exposées ou non à un cocktail de HAP (18 HAP qui correspondent quantitativement et qualitativement à ceux couramment détectés dans l'alimentation humaine ; 2) Analyse des réponses des cellules réceptrices (lors de l'exposition aux MV produits par les cellules endothéliales) et 3) Analyse du devenir in vivo des MV/Mito-MV (en utilisant l'embryon de poisson zèbre (ZF) comme modèle pour étudier la biologie des véhicules électriques in vivo).
L'objectif principal de notre projet est de combiner des approches in vitro et in vivo pour établir le rôle des MV/Mito-MVs endothéliaux et du transfert mitochondrial, dans la toxicité hépatique lors d'une exposition à un cocktail de HAP réaliste qualitativement et quantitativement. Un tel projet vise donc à découvrir des mécanismes toxiques originaux associés à l'exposition aux HAP alimentaires et à accumuler de nouvelles données nécessaires pour déterminer si les MVs et les Mito-Mvs sont des biomarqueurs potentiels.
Une partie de notre projet vise également à mettre en place des technologies dédiées au tri de sous-populations ciblées de MVs pour leur qualification précise. Ainsi, notre projet utilisant des méthodes originales de Nanobioanalytique et des nanopuces contribuera à leur amélioration et à leur développement.