Soutenance de thèse de DOUKBI Elisa


Titre de thèse

Phénotypage du tissu adipeux épicardique et ses liens avec les complications de l'obésité

Epicardial adipose tissue phenotyping and its link with the complications of obesity

Date

28 avril 2025 à 14h30

Adresse

L'amphithéâtre CERIMED Centre Européen de Recherche en Imagerie Médicale (CERIMED) Faculté de Médecine, 27 Bd Jean Moulin, 13005 Marseille, Amphithéâtre CERIMED

Ecole doctorale

Recherches Biomédicales

Specialité

RECHERCHES BIOMEDICALES Pathologies cardio-vasculaires, nutrition et inflammation

Etablissement

Aix-Marseille Université

Mots clés

Tissu adipeux épicardique,Cardiovasculaire,Beiging,Immunophénotypage,Cellules lymphoïdes innées,Vésicules extracellulaires,

Keywords

Epicardial adipose tissue,Cardiovascular disease,Browning,Phenotyping,Innate lymphoide cells,Extracellular vesicles,

Jury

Jury de thèse
Qualité Nom Etablissement
Professeure des universités - praticienne hospitalière Mme GABORIT Bénédicte C2VN Centre de Recherche en CardioVasculaire et Nutrition
Directeur de recherche M. TANTI Jean-François Centre Méditerranéen de Médecine Moléculaire (C3M) Inserm U1065/C3M-Université Côte d'Azur
Chargé de recherche M. TOUBAL Amine Institut Necker Enfants Malades (INEM) - INSERM - Université Paris Cité
Directrice de recherche Mme LE LAY Soazig Unité de Recherche de l'Institut du Thorax, INSERM UMR1087, CNRS UMR 6291, Univ Nantes
Professeur des universités - praticien hospitalier M. CASTINETTI Frédéric Aix Marseille Université – INSERM U1251 – Marseille Medical Genetics
Professeure des universités - praticienne hospitalière Mme DUTOUR Anne C2VN Centre de Recherche en CardioVasculaire et Nutrition

Résumé de la thèse

Le tissu adipeux épicardique (TAE) est un dépôt de graisse ectopique en contact direct avec le myocarde et les artères coronaires. Cardioprotecteur en conditions physiologiques, son phénotype devient inflammatoire avec l'obésité et l'insulinorésistance. Indépendamment des facteurs de risque cardiovasculaire classiques, la quantité de TAE est également un prédicteur d'événements cardiaques et de fibrillation atriale. Cependant, notre groupe et d'autres ont précédemment démontré que le TAE humain avait un profil transcriptomique unique et une signature adipocytaire beige comparé au TA sous-cutané. Cependant, les acteurs cellulaires et cibles moléculaires impliqués dans son inflammation ou son beiging restent à identifier.
Au cours de cette thèse, nous avons formulé l'hypothèse selon laquelle les cellules immunitaires de la fraction vasculaire stromale du TAE participeraient à la modification de son phénotype immuno-métabolique, notamment via des vésicules extracellulaires (VEs).
Dans un premier temps, nous avons réalisé une analyse transcriptomique rétrospective et un immunophénotypage prospectif comparant le TAE aux TAs viscéral (TAV), sous-cutané abdominal (scAbdo) et sous-cutané thoracique (scTh) humains. Nos résultats ont montré une corrélation entre des gènes du beiging et de la réponse immunitaire Th2. Nous avons ensuite identifié pour la première fois la présence de cellules lymphoïdes innées (ILCs) dans le TAE. Leur nombre était plus élevé dans le TAE et le TAV que dans les deux TAs sous-cutanés, avec une dominance des ILC1. Les ILC2, cellules de la réponse immunitaire Th2 connues pour leur implication dans le phénomène de beiging et leur effet anti-inflammatoire, étaient significativement plus nombreuses dans le TAE, que dans les autres TAs. De façon intéressante, leur quantité était corrélée à plusieurs gènes de la réponse Th2 (HMMR, IL-13, TCF21) et du beiging (UCP-1, TNFRSF9 et ALPL).
Nous avons ensuite analysé l'implication des VEs du TAE humain sur le caractère inflammatoire ou beige des cellules hMADS (human multipotent adipose-derived stem). Ces VEs présentaient une signature moléculaire unique, riche en cytokines pro-inflammatoires (IL-8, IL-6, TNF-α, MCP-1), facteurs pro-sénescents (OPN), pro-fibrotiques (END, MMP9) et en molécules insulino-sensibilisatrices et du métabolisme lipidique (ADIPOQ, APOA1). L'exposition des hMADS aux VEs du TAE induisait une augmentation de molécules d'adhésion (ICAM-1, VCAM-1) et pro-thrombotiques (PAI-1), traduisant une réponse inflammatoire accrue, et un auto-entretient de l'inflammation du TAE par voie autocrine. Par ailleurs, nous avons identifié une modulation du sécrétome des hMADS via ces VEs : par une augmentation de l'expression de APOA1, relaxine 2 et SHBG, impliqués dans la régulation hormonale, la signalisation insulinique et la réduction du stress oxydatif et de l'apoptose. Aucun effet spécifique des VEs du TAE n'a cependant été observé sur le beiging, la respiration ou la production d'ATP des cellules hMADS.
Nos résultats suggèrent que le TAE possède un phénotype immuno-métabolique unique, et une présence d'ILCs. Par ailleurs, nos analyses sur les VEs ont révélé une signature moléculaire spécifique, enrichie en cytokines pro-inflammatoires, pro-sénescentes et pro-fibrotiques mais également en facteurs insulino-sensibilisateurs, comme l'adiponectine. L'exposition de cellules adipeuses à ces VEs a induit une augmentation de molécules prothrombotique, d'adhésion, du métabolisme glucido-lipidique et hormonal. En revanche, in vitro, nous n'avons pas mis en évidence d'effet des ces VEs sur le beiging.


Thesis resume

The epicardial adipose tissue (EAT) is an ectopic fat deposit in direct contact with the myocardium and coronary arteries. Cardioprotective under physiological conditions, its phenotype becomes inflammatory with obesity and insulin resistance. Independently of classical cardiovascular risk factors, the amount of EAT is also a predictor of cardiac events and atrial fibrillation. However, our group and others have previously demonstrated that human EAT has a unique transcriptomic profile and a beige adipocyte signature compared to subcutaneous adipose tissue. Nevertheless, the cellular actors and molecular targets involved in its inflammation or beiging remain to be identified.
During this thesis, we hypothesized that immune cells from the stromal vascular fraction of EAT contribute to the modification of its immuno-metabolic phenotype, particularly through extracellular vesicles (EVs).
First, we conducted a retrospective transcriptomic analysis and a prospective immunophenotyping comparing EAT to human visceral adipose tissue (VAT), abdominal subcutaneous adipose tissue (AbSAT), and thoracic subcutaneous adipose tissue (ThSAT). Our results showed a correlation between beiging-related genes and the Th2 immune response. We then identified for the first time the presence of innate lymphoid cells (ILCs) in EAT. Their number was higher in EAT and VAT than in the two subcutaneous adipose tissues, with a dominance of ILC1. ILC2, Th2 immune response cells known for their involvement in beiging and anti-inflammatory effects, were significantly more abundant in EAT than in the other adipose tissues. Interestingly, their quantity was correlated with several Th2 response genes (HMMR, IL-13, TCF21) and beiging markers (UCP-1, TNFRSF9, and ALPL).
We then analyzed the implication of human EAT-EVs on the inflammatory or beige characteristics of hMADS (human multipotent adipose-derived stem) cells. These EVs exhibited a unique molecular signature, rich in pro-inflammatory cytokines (IL-8, IL-6, TNF-α, MCP-1), pro-senescent factors (OPN), pro-fibrotic markers (END, MMP9), and insulin-sensitizing and lipid metabolism-related molecules (ADIPOQ, APOA1). Exposure of hMADS to EAT-derived EVs induced an increase in adhesion molecules (ICAM-1, VCAM-1) and pro-thrombotic factors (PAI-1), reflecting an enhanced inflammatory response and self-sustained EAT inflammation via an autocrine pathway. Additionally, we identified a modulation of the hMADS secretome through these EVs with an increase in APOA1, relaxin 2 andSHBG, which are involved in hormonal regulation, insulin signaling, oxidative stress reduction, and apoptosis inhibition. However, no specific effect of EAT-EVs was observed on beiging, respiration, or ATP production in hMADS cells.
Our results suggest that EAT has a unique immuno-metabolic phenotype, characterized by the presence of ILCs. Furthermore, our analyses of EVs revealed a specific molecular signature enriched in pro-inflammatory, pro-senescent, and pro-fibrotic cytokines, but also in insulin-sensitizing factors such as adiponectin. The exposure of adipose cells to these EVs induced an increase in pro-thrombotic and adhesion molecules, as well as changes in glucose-lipid metabolism and hormonal regulation. However, in vitro, we did not observe any effect of these EVs on beiging.