| Utilisation des miARN circulants comme indicateurs d'exposition aux hydrocarbures aromatiques polycycliques seuls et en mélange (Circulating miRNAs as indicators of exposure to polycyclic aromatic hydrocarbons alone and in mixtures) Souki, Rima - (2023-04-04) / Universite de Rennes - Utilisation des miARN circulants comme indicateurs d'exposition aux hydrocarbures aromatiques polycycliques seuls et en mélange
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Langue : Anglais Directeur(s) de thèse: Sparfel, Lydie Discipline : Toxicologie Laboratoire : IRSET Ecole Doctorale : SVS Classification : Médecine et santé Mots-clés : Hydrocarbures aromatiques polycycliques, cellules mononucléées du sang périphérique, vésicules extracellulaires, microARN, small RNA seq
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Résumé : Les Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques (HAP) sont des polluants environnementaux majeurs présentant des effets toxiques sur la santé humaine. Parmi les types cellulaires ciblés par les HAP, se trouvent les cellules mononucléaires circulantes du sang (PBMC). La présente étude vise à 1) étudier l'effet du B[a]P, HAP de référence, sur le profil d'expression des microARN (miRNA)in vitro dans les PBMC, ainsi que dans les vésicules extracellulaires (EV) sécrétées par ces cellules, en utilisant une approche de small RNA-seq, 2) Confirmer la présence de miRNA vésiculaires in vivo dans le plasma de rats traités par le B[a]P, 3) analyser, par une approche bioinformatique, les cibles potentielles des miRNA cellulaires et vésiculaires et caractériser, leurs voies de signalisation et fonctions biologiques et 4) comprendre le rôle des EV et de leurs miRNA sur la fonction et le phénotype des cellules endothéliales adjacentes. Nos résultats ont identifié les miARN régulés par le B[a]P dans les PBMCs et l'ontologie a montré que leurs gènes cibles étaient principalement impliqués dans les processus de mort et survie cellulaires. Des études plus approfondies ont révélé l’importance du miR-132, régulé par le B[a]P de manière dose- et temps-dépendants et qui nécessite l’activation du récepteur aryl hydrocarbon (AhR). Nous avons aussi démontré que ce miR-132 était impliqué dans la mort cellulaire induite par le B[a]P, en modifiant la balance des cytochromes P-450 (CYP) de la famille 1, classiquement régulés par l’AhR. Nos résultats rapportent ensuite une augmentation de la libération d'EV à la fois in vitro à partir de PBMC exposées et in vivo dans le plasma de rats exposés au B[a]P et proposent un panel de miRNA vésiculaires régulés par l'exposition aux HAP. Enfin, l'analyse ontologique a révélé différents profils d'expression de miRNA entre les PBMC et leurs EV, en lien avec un adressage sélectif des miRNA à l'intérieur des EV. Cette dernière analyse nous a conduit à nous intéresser au rôle des EV issues des PBMC après exposition aux HAP sur les cellules endothéliales voisines. Nos premiers résultats montrent une internalisation de ces EV associée à une modification de l’expression des gènes endothéliaux impliqués dans l'inflammation, le stress oxydatif et la migration. Au total, ces études proposent les EV et les miRNA comme de nouveaux outils non seulement pour étudier les mécanismes de toxicité des HAP mais aussi pour identifier des marqueurs d’exposition à ces polluants environnementaux. Abstract : Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAH) are major environmental pollutants with toxic effects on human health. Among the cell types targeted by PAHs are circulating blood mononuclear cells (PBMC). The present study aims to 1) investigate the effect of B[a]P, a reference PAH, on the expression profile of microRNAs (miRNAs) in vitro in PBMCs, as well as in extracellular vesicles (EVs) secreted by these cells, using a small RNA-seq approach, 2) confirm the presence of vesicular miRNAs in vivo in the plasma of B[a]P-treated rats, 3) to analyze, by a bioinformatics approach, the potential targets of cellular and vesicular miRNAs and characterize, their signaling pathways and biological functions and 4) to understand the role of EVs and their miRNAs on the function and phenotype of adjacent endothelial cells. Our results identified B[a]P regulated miRNAs in PBMCs and ontology showed that their target genes were mainly involved in cell death and survival processes. Further studies revealed the importance of miR-132, which is regulated by B[a]P in a dose- and time-dependent manner, and require activation of the aryl hydrocarbon receptor (AhR). We also demonstrated that this miR-132 was involved in B[a]P-induced cell death by altering the balance of family 1 cytochrome P-450 (CYP), classically regulated by AhR. Our results then report an increase in EV release both in vitro from exposed PBMCs and in vivo in plasma from B[a]P-exposed rats and propose a panel of vesicular miRNAs regulated by PAH exposure. Finally, the ontological analysis revealed different miRNA expression profiles between PBMCs and their EVs, related to selective miRNA addressing within EVs. This last analysis led us to investigate the role of EVs from PBMCs after exposure to PAHs on neighboring endothelial cells. Our first results show internalization of these EVs is associated with a modification of the expression of endothelial genes involved in inflammation, oxidative stress, and migration. Altogether, these studies propose EVs and miRNAs as new tools not only to study the mechanisms of PAH toxicity but also to identify markers of exposure to these environmental pollutants. | |||