Génétique et épigénétique du NAFLD

Les causes du NAFLD sont principalement environnementales, cependant, il existe une susceptibilité familiale au développement de la NAFLD : 18% des patients atteins de NAFLD ont un parent au premier degré présentant les mêmes symptômes (Willner et al., 2001). Dans le cas d’enfants présentant une stéatose, 78% des parents et 59% des sœurs et frères sont aussi atteints (Schwimmer et al., 2009). Ces résultats suggèrent qu’il existe des variants génétiques favorisant l’apparition ou la progression du NAFLD.

En utilisant une approche de genome wild association (GWAS), deux études publiées dans les années 2010 font pour la première fois état de locus associés à la sévérité des atteintes hépatiques au cours du NAFLD (Chambers et al., 2011; Yuan et al., 2008). Plusieurs autres études ont ensuite été conduites notamment par Speliotes et al. et Romeo et al. (Romeo et al., 2008; Speliotes et al., 2011) malgré la diversité ethnique des cohortes utilisées pour ces études et les méthodes de diagnostic, un polymorphisme dans le gène codant pour la triglycéride lipase hépatique patatin-like phospholipase domain-containing 3 (Pnpla3) est constamment associé de façon significative à la stéatose. Ce polymorphisme est responsable d’une substitution Ile148Met, chez l’Homme, cette mutation augmente le risque de stéatose de façon indépendante de l’obésité (Kotronen et al., 2009).

Un modèle de souris surexprimant la mutation Ile148Met spécifiquement dans les hépatocytes présente une accumulation de triglycérides entrainant une stéatose (Li et al., 2012).

Ces résultats suggèrent donc que cette mutation ponctuelle du gène Pnpla3 pourrait être directement responsable d’une forme « génétique » de stéatose et confirme fonctionnellement les données établies par les études GWAS.

A titre d’exemple, en plus du polymorphisme de PNPLA3, Speliotes et al. ont identifié quatre autre gènes présentant un polymorphisme :

63 -NCAN (rs2228603) : ce gène code pour le chondroïtine sulfate proteoglycan 3 ou neurocan. Cette protéine est connue pour être impliquée dans la modulation de l’adhésion et de la migration cellulaire, notamment au niveau du système nerveux central et de la rétine (Zhang et al., 2003).

-GCKR (rs780094) : ce gène code pour la glucokinase regulatory protein. Cette protéine participe à la régulation de l’activité de la GK (Farrelly et al., 1999). De façon intéressante, une autre étude de GWAS a pu mettre en évidence qu’un polymorphisme dans ce même gène est significativement associé à une augmentation des TG couplée à une diminution des taux de glucose circulants (Beer et al., 2009).

-LYPLAL1 (rs12137855) : ce gène code pour la lysophospholipase-like 1, cette lipase hydrolyse principalement les AG à chaine courte comme le 4-nitrophényl-acétate (Bürger et al., 2012).

-PPP1R3B (rs4240624) : PPP1R3B est un gène impliqué dans la régulation de la dégradation du glycogène. En effet, cette protéine inhibe la déphosphorylation (i.e. l’inactivation) de la glycogène phosphorylase (Doherty et al., 1995).

Dans cette étude, la majorité des SNP identifiés sont en lien avec le métabolisme gluco-lipidique. Cependant, seule l’étude fonctionnelle de ces polymorphismes permettra de valider les corrélations obtenues lors du GWAS.

Actuellement, la génétique seule n’est pas suffisante pour expliquer l’apparition et la progression des pathologies, en particulier dans le cadre du NALFD. L’expression des gènes peut aussi être régulée par des phénomènes épigénétiques.

Le terme épigénétique regroupe tous les phénomènes responsables de la modulation de l’expression des gènes sans modification de la séquence d’ADN. Les régulations épigénétiques sont divisées en deux classes : la première classe regroupe les méthylations de l’ADN au niveau des îlots CpG et la seconde les modifications d’histones.

La méthylation de l’ADN consiste en l’ajout d’un groupement méthyl sur une cytosine suivie d’une guanine (îlot CpG) par les DNA methyltransferases (DNMT). Les DNMT utilisent principalement la méthionine et la choline comme source de méthyl. Les deux principales enzymes sont la DNMT1 et la DNMT3. DNMT1 est responsable du maintien des profils de méthylation au cours de la division cellulaire alors que DNMT3 est responsable de la méthylation de novo de l’ADN.

64 La méthylation de ces sites participe directement à la régulation de la transcription : une hyper- méthylation est associée à la répression de l’expression des gènes alors que l’hypo-méthylation entraine une augmentation de l’expression.

Chez la souris, l’altération de l’expression des DNMTs hépatiques précède le développement de la stéatose (Pogribny et al., 2009). Chez l’Homme, la méthylation des îlots CpG participe à la progression du NAFLD : chaque stade de la cascade est associé à un profil de méthylation particulier (Murphy et al., 2013). De façon intéressante, après une chirurgie bariatrique le profil de méthylation est modifié, ce qui pourrait expliquer le retour de la sensibilité à l’insuline au cours de la perte de poids (Ahrens et al., 2013). De la même façon, la méthylation de l’ADN mitochondrial est aussi associée à la sévérité du NALFD (Pirola et al., 2013). De plus la méthylation de l’ADN est un caractère transmissible ce qui peut expliquer la fréquence élevée du NAFLD au sein de certaines familles.

Les modifications des histones ont lieu au niveau de la queue Nter des histones et peuvent prendre la forme d’acétylation, méthylation, phosphorylation, ubiquitinylation, ribosylation, biotinylation ou sumoylation. La méthylation des histones est régulée par les enzymes HMTs (histones methyl transferase) et HDMs (histones demethylases), de même, les enzymes HAT (histones acétyl- transferases) et HDAC (histone deacetylase) sont responsables des niveaux d’acétylation des histones. De façon canonique, une acétylation des histones permet une ouverture de la chromatine et favorise ainsi l’initiation de la transcription. Au contraire, la dé-acétylation des histones « ferme » l’hélice d’ADN ce qui inhibe la transcription. Chez les mammifères, l’acétylation des histones est sous la dépendance de la conversion enzymatique du citrate en acétyl-CoA par l’ACLY (Wellen et al., 2009). Ce mécanisme lie de façon forte le métabolisme des nutriments au contrôle épigénétique de l’expression des gènes.

Parmi les nombreuses HDAC décrites, l’HDAC3 se situe au carrefour entre le métabolisme lipidique, les rythmes circadiens et l’épigénétique. En effet, un modèle murin présentant une perte de fonction de HDAC3 présente une augmentation de l’utilisation des lipides entrainant une sensibilité à l’insuline accrue ainsi qu’une dépense énergétique diminuée (Alenghat et al., 2008).

Cependant, la délétion de HDAC3 spécifiquement dans les hépatocytes entraine une sévère stéatose associée à une amélioration de la sensibilité à l’insuline sans modification du poids corporel (Sun et al., 2012). En effet, HDAC3 participe à l’inhibition de la voie de la LDN en collaboration avec REV-ERBα (Feng et al., 2011). Tous ces résultats suggèrent que la progression du NAFLD est intimement liée à l’intégration d’un grand nombre de signaux provenant de l’environnement extérieur mais aussi internes.

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