Contrôle de l’hyperhomocystéinémie par un adénovirus surexprimant DYRK1A

1. 2011 Poster 7
Biochimie
Biochemistry
Contrôle de l’hyperhomocystéinémie
par un adénovirus surexprimant
DYRK1A
Tlili A1, Jacobs F2, Mohamed S1, Paul JL3,4, Delabar JM1, De Geest B2, Janel N1
1 – Laboratory of gene Dysregulation and Differentiation, Univ Paris Diderot-CNRS EAC 4413,
Unit of Functional and Adaptative Biology (BFA), Paris, France.
2 – Center for Molecular and Vascular Biology, Campus Gasthuisberg, Leuven, Belgique.
3 – HP, Hôpital Européen Georges Pompidou, Service de Biochimie, Paris, France.
4 – Université Paris-Sud, UMR 1154-INRA, Faculté de Pharmacie, Châtenay-Malabry, France.

2. Introduction
L’hyperhomocystéinémie
(1)
Définition:
Maladie métabolique qui conduit à
l’augmentation du taux plasmatique de
l’homocystéine. Il existe 3 formes:
Forme Homocystéine (µM)
Modérée 15-30
Intermédiaire 30-100
Sévère >100
Les causes:
 Facteurs génétiques (déficit en
MTHFR, CBS, MS…)
 Mode de vie (alimentation, alcool, tabac…)
 Médicaments
(antiépileptiques, hypolipidémiants)
 Maladies (troubles
gastrointestinaux, troubles
rénaux, diabète, maladies
Cycle de
neurodégénératives)
l’homocystéine
Les conséquences:
Altération du métabolisme hépatique des facteur de risque des
L’hyperhomocystéinémie est un
maladies cardiovasculaires.
lipides

3. Introduction
Dyrk1a , Trisomie
(2) 21 et
hyperhomocystéinémie
Dyrk1a (Dual-specificity tyrosine (Y) Regulated Kinase 1a) est une sérine-thréonine
kinase dont le gène codant est situé sur le chromosome 21 humain. Cette protéine
est donc surexprimée chez les personnes atteintes du Syndrome de Down (trisomie
21). Hyperhomocystéinémie Trisomie 21
Homocystéine plasmatique ++ -
Expression hépatique de Dyrk1a - ++
Incidence des maladies cardiovasculaires
 Une corrélation négative entre le taux d’homocystéine plasmatique et l’expression
hépatique de Dyrk1a, a été trouvée dans le laboratoire, chez un modèle de souris
hyperhomocystéinémique (Hamelet et al., 2009, Biochem Biophys Res Comm).
 D’autre part, une diminution du taux d’homocystéine a été observée chez des souris
transgéniques surexprimant Dyrk1a (Noll et al., 2009, PLoS One).
L’ensemble de ces résultats montre l’existence d’interactions
réciproques entre la protéine Dyrk1a et le métabolisme de
l’homocystéine.
But du travail:
Etudier les effets de la surexpression hépatique de Dyrk1a (à l’aide d’un vecteur
adénoviral) sur les altérations du métabolisme hépatique de l’homocystéine chez
un modèle de souris hyperhomocystéinémique.

4. Matériels et
Surexpression de Dyrk1a
méthodes comme cible
thérapeutique
Transfert du gène Dyrk1A in vivo via un vecteur adénoviral ciblant
spécifiquement les hépatocytes (en collaboration avec le Dr. B de Geest,
université catholique de Louvain).
Injection
Souris CBS+/-
Modèle
d’hyperhomocystéinémie
Sacrifice après
une semaine de
l’injection Dépôt de brevet: composés contenant un vecteur
viral à spécificité hépatique et présentant une
activité anti-inflammatoire » (27 juillet 2011 sous le
numéro 11/56844)
Évaluation des altérations du métabolisme hépatique de l’homocystéine:
1. Dosage plasmatique de l’homocystéine (HPLC).
2. Dosage de l’activité des enzymes impliqués dans le cycle de l’homocystéine.
3. Analyse de l’expression plasmatique des protéines composantes des HDL et impliquées
dans le transport inverse du cholestérol.

5. Résultats (1)
La surexpression hépatique de Dyrk1a dans le modèle
d’hyperhomocystéinémie rétablit le taux d’homocystéine
Quantité de Dyrk1a Taux d’homocystéine
Dyrk1a hépatique plasmatique
Slot
blot
Ponceau *
8
** **
Quantité de Dyrk1a hépatique
Taux d’homocystéine
(% par rapport aux Cbs+/+ )
plasmatique (µM)
500 * 6
400
300 4
200 2
100
0
0 Cbs+/+
WT Cbs+/-
HT Cbs+/-
HT+AD
Cbs+/+
WT Cbs+/-
HT Cbs+/-
HT+AD adénovirus
adénovirus
(n = 14) (n = 11) (n = 10)
(n = 12) (n = 7) (n = 14)
La surexpression de Dyrk1a dans le foie des souris
hyperhomocystéinémique (Cbs+/-) induit une baisse du taux d’homocystéine
plasmatique.

6. Résultats (2)
Le traitement à l’adénovirus rétablit le cycle de
l’homocystéine
SAHH NQO1
Activité enzymatique (% par
**
Activité enzymatique (% par
160 120 **
* *
rapport aux Cbs+/+ )
rapport aux Cbs+/+ )
120
80
80
40
40
0 0
Cbs+/+
WT Cbs+/-
HT Cbs+/-
HT+AD Cbs+/+
WT Cbs+/-
HT Cbs+/-
HT+AD
adénovirus adénovirus
(n = 20) (n = 10) (n = 13) (n = 17) (n = 18) (n = 13)
• SAHH: S-adénosyl homocystéine
CB • NQO1: NAD(P)H quinone
Activité enzymatique (% par
160
S ** oxydoréductase 1
• CBS: Cystathionine β-synthase
rapport aux Cbs+/+ )
120
*
Le traitement des souris (Cbs+/-) à l’adénovirus
80 tend à augmenter l’activité des enzymes
hépatiques SAHH, NQO1 et CBS.
40
0 Dyrk1a aurait un effet indirect sur l’activité
Cbs+/+
WT Cbs+/-
HT Cbs+/-
HT+AD
adénovirus hépatique de la SAHH en passant par
(n = 19) (n = 14) (n = 13)
l’augmentation de l’expression de NQO1 (cascade

7. Résultats (3)
Effet du traitement à l’adénovirus sur des marqueurs de la
dysfonction endothéliale
PON-1 plasmatique
Activité enzymatique (% par
** APO-A1
120 **
rapport aux Cbs+/+ )
PON-1 HDL
80
40
Ox
0
Cbs+/+
WT Cbs+/-
HT Cbs+/-
HT+AD • PON-1: Paraoxonase-1 (associée aux HDL et
(n = 20) (n = 16)
adénovirus
(n= 20)
ayant pour rôle de prévenir l’oxydation des LDL)
• ApoA1: Apolipoprotéine A1 (associée aux
HDL)
ApoA1 plasmatique
Quantité protéique (% par
160
La surexpression de Dyrk1a dans le foie des
rapport aux Cbs+/+ )
*
120 * souris hyperhomocystéinémiques (Cbs+/-)
induit une augmentation de l’activité de la
80
PON-1 ainsi qu’une augmentation de la
40 quantité de ApoA1 dans le plasma.
0
Cbs+/+
WT Cbs+/-
HT HT+AD+/-
Cbs Ceci aura pour conséquence la diminution du
adénovirus
(n = 17) (n = 15) (n= 13)
taux de LDL oxydés: ce qui prévient

8. Conclusion
L’utilisation d’un vecteur adénoviral pour cibler la surexpression de Dyrk1a dans
le foie des souris hyperhomocystéinémiques a permis de rétablir le taux
d’homocystéine plasmatique .
Dyrk1a aurait un effet indirect sur l’activité hépatique de la SAHH en passant par
l’augmentation de l’expression de NQO1 (Noll et al., submitted 2011 « Dyrk1a activates
antioxidant NQO1 expression through an ERK1/2-Nrf2 dependent mechanism »).
La régulation du taux d’homocystéine plasmatique chez les souris
hyperhomocystéinémiques a un effet positif sur la stabilité et la maturation des
HDL: ce qui se traduit à long terme par un effet protecteur des vaisseaux contre la
mise en place d’une inflammation pouvant conduire à l’athérosclérose.
La surexpression de Dyrk1a dans le foie est une nouvelle
approche thérapeutique visant à corriger les effets
néfastes de l’hyperhomocystéinémie sur le système
cardiovasculaire.