Communication scientifique
Session of 23 janvier 2001

Nouvelles conceptions sur le mode d’action des fibrates et prospectives thérapeutiques de l’athérosclérose

MOTS-CLÉS : artériosclérose, thérapie.. peroxisomes. récepteur substances endogènes
New conceptions in the mechanism of action of fibrates and prospective therapeutics in atherosclerosis
KEY-WORDS : arteriosclerosis, therapy.. peroxisomes. receptors, cell surface

J.Ch. Fruchart, B. Staels, P. Duriez

Résumé

Cela fait 10 ans que le premier des membres de la famille des Peroxisome ProliferatorActivated Receptors (PPARs) fut découvert et classé parmi les récepteurs nucléaires orphelins. Trois sous-types de PPAR(s) ont été décrits à ce jour ( α , γ , δ ). Ces récepteurs sont activés par des ligands spécifiques et se lient alors à des « éléments de réponse » (PPRE) localisés dans les promoteurs de nombreux gènes. La liaison des PPAR activés à leurs PPRE stimule l’expression de ces gènes. Les 3 types de PPAR(s) sont des récepteurs pour les acides gras alimentaires et certains eicosanoïdes. Les activateurs du PPARα améliorent le bilan lipidique et réduisent le risque coronaire chez les sujets dont le HDLcholestérol est faible (gemfibrozil). Ils ralentissent aussi la progression de l’athérome (fénofibrate) chez les diabétiques de type 2. Ces médicaments agissent en diminuant les concentrations des lipoprotéines athérogènes, VLDL et LDL de petite taille et en augmentant les concentrations des lipoprotéines anti-athérogènes HDL par stimulation de la synthèse des apolipoprotéines A-I et A-II. De plus, ils stimulent l’expression des récepteurs aux HDL de types SR-B1/CLA-1 et ABCA1 capables de promouvoir l’efflux de cholestérol cellulaire. Ces médicaments réduiraient donc la formation des plaques d’athérome en augmentant le « transport inverse » du cholestérol ; c’est-à-dire son élimination des tissus périphériques. De plus, ils réduisent l’inflammation vasculaire en inhibant l’activité transcriptionnelle de NFκ B et de AP-1 et limitent les risques de thrombose en inhibant la synthèse du facteur tissulaire et du fibrinogène.

Summary

Peroxisome Proliferator-Activated Receptors (PPARs) have been discovered 10 years ago as being orphan nuclear receptors. Three subtypes of PPAR(s) have been identified ( α , γ , δ ). Activated PPARs bind to Peroxisome Proliferator Response Element which are localized in numerous gene promoters. PPAR(s) are activated by fatty acids and eicosanoids. PPARα activators (fibrates) improve plasma lipid levels and decrease CHD risk in patients with low HDL-cholesterol (gemfibrozil). They also decrease atherogenesis (fenofibrate) in patients with type 2 diabetes. These drugs decrease atherogenic lipoprotein plasma levels such as VLDL and small dense LDL and they increase anti-atherogenic HDL, through increases in apo A-I and apo A-II synthesis. Furthermore, they induce overexpression in HDL receptors, such as SR-BI/CLA-1 and ABCA1 which are capable to increase cellular cholesterol efflux. Therefore, fibrates would reduce atherogenesis through their capacity to increase the « reverse cholesterol transport ». Moreover, they would reduce vascular inflammation by repressing NFκ B and AP-I transcriptional activity and they would reduce thrombosis risk by inhibiting tissue factor and fibrinogen synthesis.

INTRODUCTION

Les maladies métaboliques et dégénératives très répandues dans la civilisation occidentale industrialisée (pathologie cardiovasculaire, diabète, obésité) sont les responsables majeurs de la morbi-mortalité. Ces pathologies sont associées à une consommation élevée de graisses. Néanmoins, toutes les graisses alimentaires ne sont pas néfastes pour l’organisme et les régimes alimentaires riches en acides gras mono-insaturés (régime méditerranéen) ou en acides gras polyinsaturés (esquimaux) semblent avoir des effets cardioprotecteurs. Les études épidémiologiques et les études menées chez l’animal ont démontré que la quantité de calories absorbée joue un rôle important dans la régulation du métabolisme des lipides et le contrôle de la sensibilité à l’insuline. Il n’est donc pas surprenant que le système endocrinien des mammifères ait évolué afin d’adapter ses réponses physiologiques à la consommation des acides gras alimentaires. Une famille de récepteurs nucléaires, connus sous le nom de « Peroxisome Proliferator-Activated Receptors (PPARs) » joue un rôle central dans la régulation du stockage et du catabolisme des acides gras. Les premiers PPARs furent clonés il y a 10 ans et identifiés comme étant des récepteurs nucléaires orphelins de ligands [1]. Cette famille comprenait déjà les récepteurs des stéroïdes, des rétinoïdes et des hormones thyroïdiennes.

Il existe 3 sous-types de PPAR(s) qui sont les produits de trois gènes différents couramment désignés sous les noms de PPAR-α (NR1C1), PPAR-γ (NR1C3) et PPAR-δ (NR1C2) [2]. Les PPAR(s) partagent une organisation structurale commune avec celle des autres récepteurs nucléaires (Fig. 1). Les séquences des domaines de liaison (DBD) à l’ADN sont fortement conservées entre les 3 sous-types de

FIG. 1. — Domaines fonctionnels des PPAR(s) : Ntrm, région N-terminale ; DBD, domaine de liaison à l’ADN ; LBD, domaine de liaison du ligand. % pourcentage d’homologie entre les 3 types de PPAR(s) humain (référence : PPAR-α = 100 %).

PPAR(s) alors que celles des sites de liaison des ligands le sont moins (LBD), ce qui signifie que chaque sous-type présente des caractéristiques pharmacologiques différentes. Les PPAR(s) forment des hétérodimères avec un autre récepteur nucléaire, le récepteur de l’acide 9-cis-rétinoïque (RXR) (NR2B). Les hétérodimères PPAR/RXR se lient à des séquences d’ADN contenant deux séquences hexanucléotidiques de même sens (AGGTCA) séparées par un nucléotide. Cet ensemble connu sous le nom générique d’élément de réponse de type DR-1 correspond à un PPRE (Fig. 2). Ce PPRE où des variants mineurs ont été mis en évidence dans les promoteurs de nombreux gènes cibles des PPAR(s) (acyl-CoA oxidase (AOX), apolipoprotéines A-I, etc.). Les PPAR(s) sont des facteurs nucléaires activés par des ligands et correspondent donc à des récepteurs nucléaires. Leur activation, suivie de leur liaison aux PPRE des gènes cibles, augmente l’expression des ARNm codés par ces gènes. Ce processus correspond à la « transactivation ». Des protéines accessoires se lient aux PPAR(s) à la manière de ligands et agissent comme des protéines co-activatrices de l’initiation de la transcription des gènes cibles. Il existe trois classes de protéines co-activatrices :

— celles qui modifient la structure de la chromatine par leur activité histone acétylase (ie : SRC1 et CBP/p300) ;

— celles du complexe DRIP/TRAP qui interagissent avec la machinerie permettant la transcription (PBP/TRAP220) ;

— celles, enfin, dont les fonctions sont mal définies (PGC1, RIP140 et AR70).

Les études des effets biologiques des PPARs ont été menées en grande partie grâce à l’existence de ligands relativement sélectifs et de haute affinité.

PPAR- α

PPAR-α fut initialement cloné à partir d’une banque d’ADNc de foie de souris [1] et a été, depuis lors, identifié dans de nombreuses espèces (grenouille, rat, cobaye) dont l’homme [3]. Les séquences des domaines DBD des différentes espèces sont très conservées, alors que celles des domaines LBD le sont moins ; ce qui pourrait

FIG. 2. — L’hétérodimère PPAR/RXR se lie à un élément de réponse DR-1 dans les régions régulatrices des promoteurs des gènes cibles. La liaison d’un ligand agoniste à l’hétérodimère favorise le recrutement des protéines coactivatrices et provoque l’activation de la transcription.

correspondre, dans l’évolution du règne animal, à l’adaptation aux différents ligands d’origine alimentaire. Le gène du récepteur PPAR-α humain est situé sur le chromosome 22 (22q12-q13.1). Ce récepteur est très fortement exprimé dans les tissus où le métabolisme est intense (foie, cœur, reins, muscles). Dans certains tissus, les concentrations cellulaires de l’ARNm du PPAR-α sont sous le contrôle nycthé- méral de la sécrétion endogène des glucocorticoïdes. Les PPAR-α sont activés par de très nombreuses molécules comme les fibrates (hypolipidémiants) et certains agents plastifiants. Chez les rongeurs, ces substances provoquent la prolifération des peroxisomes et une hépatomégalie [4]. Ce phénomène n’a pas été observé dans les autres espèces animales ni chez l’homme. De ce fait, chez les rongeurs, l’administration des activateurs de PPAR-α entraîne une prolifération des hépatocytes et l’inhibition de l’apoptose, alors qu’aucun de ces effets n’a été observé chez l’homme, comme l’atteste la très longue expérience clinique obtenue avec l’utilisation des normolipidémiants de la famille des fibrates. En effet, l’utilisation des fibrates, en clinique humaine, n’augmente pas le nombre des cancers hépatiques. Cette diffé- rence inter-espèce (homme versus souris) pourrait être due à des fonctions différentes de PPAR-α entre les rongeurs et l’homme, comme le confirment les différences d’intensité de son expression hépatique entre les espèces ; en effet l’expression de PPAR-α est dix fois plus élevée dans le foie de souris que dans le foie humain. Cette différence n’est vraisemblablement pas la seule permettant d’expliquer la raison pour laquelle l’activation de PPAR-α entraîne une prolifération des peroxisomes dans le foie de souris et non du tissu hépatique humain, car il existe aussi des différences entre les séquences des PPRE des gènes cibles. C’est ainsi que les séquences des PPRE des gènes qui contrôlent la biologie des peroxisomes (comme le gène qui code pour l’acyl-CoA oxidase) ne sont pas les mêmes chez la souris et chez l’homme. Il apparaît donc que PPAR-α ne régule la prolifération des peroxisomes que chez les rongeurs ; de ce fait, la terminologie employée pour désigner cette
famille de récepteurs « Récepteur Activateur de la Prolifération des Peroxisomes » ne décrit pas les fonctions physiologiques qu’ils exercent chez l’homme.

Les ligands naturels de PPAR- α

De nombreux acides gras saturés et insaturés activent PPAR-α [5]. Les acides palmitique, oléique, linoléique et arachidonique sont en particulier des activateurs endogènes du PPAR-α de rat. L’utilisation des techniques de « binding » de la pharmacologie moléculaire a permis de démontrer que les acides gras se lient directement au PPAR-α. Parmi les 3 types de PPAR(s), seul PPAR-α se lie à de nombreux acides gras différents. Les acides gras se lient au PPAR-α avec une constante d’affinité dont l’ordre de grandeur est de la micromole. Bien que la concentration totale des acides gras plasmatiques soit de cet ordre, il n’est pas certain que les concentrations intracellulaires d’acides gras libres soient suffisantes pour activer le récepteur, d’où la recherche par de nombreux auteurs de ligands naturels à haute affinité, comme les eicosanoïdes qui dérivent du métabolisme des acides gras polyinsaturés. Le 8(S)-HETE obtenu grâce à l’action de la lipoxygénase sur ces acides gras polyinsaturés présente une forte affinité pour PPAR-α, mais ses concentrations tissulaires sont trop faibles pour qu’il corresponde à un ligand naturel de ce récepteur. Puisqu’à ce jour aucun ligand endogène de PPAR-α n’a été identifié avec certitude, il est possible que la fonction physiologique de PPAR-α soit de détecter le « flux total » des acides gras dans les tissus qui présentent une activité métabolique élevée.

Ligands synthétiques

Les médicaments hypolipidémiants de la famille des fibrates constituent une classe de molécules capables de se lier à PPAR-α. Le Wy-14643 et les fibrates (clofibrate, fénofibrate, bézafibrate, ciprofibrate, gemfibrozil) furent développés comme agents hypolipidémiants chez les rongeurs.

Le Tableau 1 rapporte les caractéristiques pharmacologiques de ces molécules vis-à-vis des différents PPAR(s) murins et humains. L’acide clofibrique et l’acide fénofibrique (les métabolites actifs du clofibrate et du fénofibrate) activent à la fois les PPAR-α et γ, mais sont 10 fois plus actifs pour PPAR-α ; en revanche, le bézafibrate active les 3 types de PPAR(s) avec la même efficacité.

Toutes ces molécules doivent être utilisées à des concentrations de l’ordre de la micromole pour activer le PPAR-α humain, ce qui explique les fortes doses de médicaments utilisées en clinique (300-1200 mg/jour). De nouvelles molécules, comme les uréidofibrates se lient aux PPAR(s) avec des constantes d’affinité de l’ordre de la nanomole, certains se lient à la fois au PPAR-α et au PPAR-γ (GW 2331).

TABLEAU I. — Activité transactivatrice des agonistes PPAR(s) Récepteur murin EC50 (µM) Récepteur humain EC50 (µM) Composés PPARα PPARγ PPARδ PPARα PPARγ PPARδ ia à 100 Wy-14643 0.63 32 5.0 60 35 Clofibrateb 50 ≈ 500 ia à 100 55 ≈ 500 ia à 100 Fenofibrateb 18 250 ia à 100 30 300 ia à 100 Bezafibrate 90 55 110 50 60 20 GW 9578 0.005 1.5 2.6 0.05 1.0 1.4 Troglitazone ia 0.78 ia ia 0.55 ia Pioglitazone ia 0.55 ia ia 0.58 ia Rosiglitazone ia 0.076 ia ia 0.043 ia KRP-297 10 0.14 7.2 0.85 0.083 9.1 JTT-501b 4.3 0.089 ia 1.9 0.083 ia SB 213068 0.93 0.10 ia 0.74 0.066 ia GI 262570 ia 0.00035 ia 0.45 0.00034 ia GW 1929 ia 0.013 ia ia 0.0062 ia GW 7845 ia 0.0012 ia 3.5 0.00071 ia GW 0207 ia 0.14 ia ia 0.044 ia L-796449 7.6 0.010 0.023 0.0041 0.0052 0.0079 L-165041 ia 10 3.8 10 5.5 0.53 GW 2433 0.27 1.5 0.41 0.17 2.5 0.19 ia : inactif à la concentration de 10 µm ou à la concentration indiquée, b : activité correspondant à celle du métabolite actif.

PPAR- α ET DYSLIPIDÉMIES

Chez l’homme, les activateurs de PPAR-α (fibrates) diminuent les triglycérides et augmentent le HDL-cholestérol. Ils diminuent la triglycéridémie en réduisant la synthèse hépatique des triglycérides des VLDL et en augmentant la lipolyse intravasculaire de ces lipoprotéines [6].

Les fibrates stimulent l’entrée des acides gras dans les mitochondries et leur β-oxydation. Ils diminuent ainsi les quantités d’acides gras libres disponibles dans l’hépatocyte pour la synthèse des triglycérides des VLDL et donc la sécrétion hépatique des triglycérides-VLDL. Ils augmentent également l’activité de la lipoprotéine-lipase (LPL) en stimulant l’expression du gène qui code pour cet enzyme. En effet, il existe un PPRE dans le promoteur du gène de la LPL dont l’activation par PPAR-α augmente la transcription de l’ARNm. Enfin, les fibrates diminuent la synthèse de l’apolipoprotéine C-III, qui est un inhibiteur naturel de l’activité de la LPL. Cet effet passe par l’activation de PPAR-α et la présence d’un site C3P capable de lier différents récepteurs nucléaires (HNF-4, ARP-1, Ear3 COUP-TF, RXR, PPAR-α) dans le promoteur du gène de l’apo C-III. PPAR-α
activé stimule aussi un PPRE localisé dans le promoteur du gène de Rev-erbα et augmente l’expression de ce facteur nucléaire capable de réprimer l’expression du gène de l’apo C-III [7]. Les fibrates augmentent les concentrations du HDLcholestérol grâce, en partie, à leur capacité d’augmenter la synthèse des apolipoprotéines A-I [8] et A-II [9] dont les gènes présentent dans leur promoteur des PPRE.

D’autre part, la diminution des concentrations des triglycérides plasmatiques induite par les fibrates, réduit les échanges qui dépendent de la CETP entre les triglycérides des VLDL et les esters de cholestérol des HDL. Il en résulte un enrichissement des HDL en cholestérol qui concourt à augmenter le HDLcholestérol plasmatique. Cette même diminution des triglycérides-VLDL limite les échanges entre les triglycérides des VLDL et le cholestérol des LDL (sous la dépendance également de la CETP). Les LDL s’appauvrissent donc en triglycérides et subissent ainsi une action limitée de la lipase hépatique. Par conséquent, leur taille diminue peu et le nombre des LDL de petite taille chute au bénéfice de celui des LDL de grande taille. Ces dernières sont moins athérogènes, car elles pénètrent plus difficilement dans le sous-endothélium et s’y oxydent moins facilement. De plus, les LDL de grande taille reconnaissent mieux le LDL-récepteur que les LDL de petite taille, et sont ainsi éliminées plus rapidement par le foie. Ce mécanisme permet, en partie, d’expliquer la diminution du LDL-cholestérol observée avec certains fibrates.

PPAR- α ET ATHÉROSCLÉROSE

Il est maintenant démontré que l’activation de PPAR-α entraîne des effets directs sur la paroi vasculaire qui peuvent contribuer à réduire le développement de l’athérosclérose. PPAR-α activé est capable d’interagir directement avec d’autres facteurs nucléaires et de bloquer leur action. Il est en particulier démontré que PPAR-α inhibe l’activité de NF-κB et de AP-1 [10]. Les fibrates antagonisent l’activité transcriptionnelle de NF-κB en induisant l’expression de la protéine inhibitrice IκBα [11], en revanche ils ne modifient ni l’activité de la IκB-kinase, ni en conséquence la vitesse de dégradation de l’IκBα. Ces effets ont été observés à la fois dans des cellules musculaires lisses d’aorte humaine et dans des hépatocytes humains en culture primaire. La présence de PPAR-α est nécessaire pour que les fibrates puissent induire l’expression de IκBα dans le foie. Ce rôle de PPAR-α a été démontré grâce à l’utilisation de souris dont le gène de PPAR-α a été invalidé. Les fibrates induisent l’expression de IκBα dans le cytoplasme et son accumulation dans le noyau des cellules. La stimulation de IκBα par les fibrates a pour conséquence d’inhiber la liaison de NF-κB à l’ADN. Ces résultats permettent d’expliquer, au moins partiellement, comment les fibrates inhibent l’expression d’un certain nombre de gènes, dont ceux impliqués dans les réactions inflammatoires vasculaires responsables de la formation de la plaque d’athérome. En inhibant l’activité de NF-κB, PPAR-α activé par les fibrates réduit l’expression des protéines d’adhésion VCAM-1 à la surface des cellules endothéliales (et donc le recrutement des monocytes dans la paroi arté-
rielle). Par ce mécanisme, PPAR-α activé réduit l’inflammation vasculaire en diminuant la sécrétion de l’IL6 et de la COX-2 [12].

Les macrophages résidents de l’intima artérielle accumulent du cholestérol et se transforment en cellules spumeuses en captant des LDL oxydées. Ces cellules spumeuses forment les stries lipidiques à l’origine de la plaque d’athérome. Il était connu que les activateurs de PPAR-γ augmentaient l’expression du récepteur éboueur « scavenger receptor » CD36 capable de fixer les LDL oxydées et de permettre leur internalisation cellulaire. Le « scavenger receptor » SR-BI/CLA-1 présente une conformation comparable au CD36 et intervient dans les processus de transport du cholestérol à travers la membrane cytoplasmique. Ce récepteur n’a pas de ligands très spécifiques car il est capable de reconnaître à la fois les LDL oxydées et les HDL. SR-BI/CLA-1, est très abondant dans le foie et dans les glandes capables de synthétiser des hormones stéroïdes (corticosurrénales, gonades). Dans ces tissus, SR-BI/CLA-1 permet la fixation des HDL sur les membranes cytoplasmiques des cellules puis le transfert des esters de cholestérol de ces lipoprotéines vers l’intérieur de la cellule. SR-BI/CLA-1 permet donc l’entrée des esters de cholestérol dans les hépatocytes et dans les cellules glandulaires, sans que les particules de HDL pénètrent dans les cellules. En assurant la capture des esters de cholestérol des HDL par le foie, SR-BI/CLA-1 joue un rôle primordial dans le retour du cholestérol des tissus périphériques vers le foie et dans son élimination de l’organisme. Il s’agit donc d’un récepteur essentiel dans le processus du « transport inverse » du cholestérol.

SR-BI/CLA-1 est également exprimé à la surface d’autres types cellulaires, et en particulier à la surface des macrophages, où il pourrait intervenir non dans l’entrée des esters de cholestérol dans la cellule, mais dans la sortie du cholestérol cellulaire libre en excès. Il favoriserait donc l’efflux de cholestérol cellulaire vers les HDL, ce qui constitue l’étape initiale du « transport inverse » du cholestérol. Des études immunohistochimiques menées dans des plaques d’athérome humaines ont montré que CLA-1 est exprimé dans les macrophages situés dans les « cœurs lipidiques » des lésions et que son expression s’accompagne de celle de PPAR-α et de PPAR-γ. Les activateurs de PPAR-α et de PPAR-γ induisent l’expression de CLA-1 dans les monocytes et les macrophages humains différenciés. De plus, le traitement par des activateurs de PPAR-α ou γ de souris hypercholestérolémiques dont le gène de l’apo E a été invalidé, augmente l’expression de SR-BI dans les plaques d’athérome. Ces résultats suggèrent donc que les activateurs de PPAR-α (fibrates) stimulent l’expression de SR-BI/CLA-1 dans les macrophages des plaques d’athérome et qu’ils pourraient ainsi moduler l’homéostasie du cholestérol des cellules responsables, en grande partie, de l’initiation et de la progression des plaques d’athérome [13].

SR-BI/CLA-1 n’est pas le seul récepteur membranaire dont le rôle a été invoqué dans les processus de transport membranaire du cholestérol vers les HDL. Récemment, le déficit génétique responsable de la maladie de Tangier a été caractérisé.

Cette maladie se caractérise par une accumulation d’esters de cholestérol dans le tissu réticulo-endothélial et par un effondrement du HDL-cholestérol plasmatique.

L’accumulation d’esters de cholestérol dans le tissu réticulo-endothélial est due à un déficit de l’efflux de cholestérol cellulaire vers les HDL natives. Dans ces conditions, les HDL natives ne peuvent pas accumuler de nouvelles molécules de cholestérol, ce qui entraîne la présence de très faibles concentrations de HDL-cholestérol plasmatiques. L’origine génétique de cette maladie rare ne fut élucidée qu’en 1999. Il s’agit d’un déficit en une protéine membranaire dénommée ABC-1 qui s’est avérée jouer le rôle d’un récepteur aux HDL. En effet, cette protéine est capable de fixer les HDL à la surface des cellules et de provoquer l’efflux de cholestérol cellulaire. Comme nous l’avons déjà signalé, cet efflux correspond à l’étape initiale du transport inverse du cholestérol. Ce récepteur est en particulier présent à la surface des macrophages où en permettant l’efflux de cholestérol cellulaire, il évite leur transformation en cellules spumeuses. Les activateurs de PPAR-α (fibrates) et de PPAR-γ induisent l’expression du gène de ABCA1 dans les macrophages spumeux humains [14]. Cette augmentation de l’expression de ABCA1 induite par les fibrates, s’accompagne d’une augmentation de l’efflux du cholestérol de macrophages isolés chez des sujets normaux. En revanche, ces substances ne stimulent pas l’efflux de cholestérol de macrophages isolés chez des patients atteints de la maladie de Tangier et donc déficitaire en ABCA1. L’activation de PPAR-α (fibrates) et de PPAR-γ stimule l’expression du gène de ABCA1 par le biais de la stimulation de l’expression du récepteur nucléaire « liver-x-receptor » (LXR) capable d’induire l’activité transcriptionnelle du promoteur de ABCA1. Ces résultats suggèrent donc que les activateurs de PPAR-α (fibrates) et PPAR-γ sont capables de stimuler l’efflux de cholestérol cellulaire à partir des macrophages spumeux et donc d’activer la première étape du transport inverse du cholestérol.

PPAR-α activé diminue également la sécrétion d’endothéline [15] par les cellules endothéliales ainsi que celle du facteur tissulaire par les macrophages [16]. Enfin, les LDL oxydées activent PPAR-α par l’intermédiaire de leurs phospholipides oxydés [17].

PPAR- α , OBÉSITE ET DIABÈTE

L’activation de PPAR-α réduit le gain de poids chez les rongeurs. Cette propriété de PPAR-α pourrait être liée à sa capacité de stimuler l’expression des protéines (UCP 1-3 : uncoupling proteins 1-3) qui désaccouplent l’oxydation des substrats de la production d’ATP et augmentent ainsi la production de chaleur. De plus, des travaux récents ont montré que l’activation de PPAR-α diminue l’insulinorésistance [18].

Les concentrations d’acides gras libres plasmatiques sont augmentées chez les patients atteints d’un diabète de type 2. Etant donné que PPAR-α module le métabolisme des acides gras, il est possible qu’un lien existe entre PPAR-α et les dyslipidémies observées dans ce type de diabète. Deux polymorphismes ont été identifiés dans le gène de PPAR-α, dont un dans l’intron 3 et un autre dans le
domaine de liaison du récepteur à l’ADN (mutation de la leucine 162 en valine (mutation V162) [19]. Chez les diabétiques de type 2, la mutation V162 entraîne une augmentation du cholestérol total, du HDL-cholestérol et de l’apolipoprotéine A-I, alors que la mutation de l’intron 3 augmente l’apo A-I. En revanche, ces polymorphismes ne sont pas corrélés à un bilan lipidique particulier chez les sujets normaux.

La mutation V162 augmente, in vitro , l’activité transcriptionnelle de PPAR-α mesurée par l’expression d’un gène rapporteur. Ce travail suggère donc l’existence d’un lien entre PPAR-α et les dyslipidémies observées dans le diabète de type 2. Ces deux polymorphismes pourraient moduler le risque d’accident coronaire chez les diabé- tiques de type 2 en modifiant le bilan lipidique [19]. Les fréquences alléliques des polymorphismes L162V (exon 5) et A268 (exon 7) du gène de PPAR-α ont également été étudiées chez des patients diabétiques de type 2 de Pondichery et de France [20].

Aucune association n’a été retrouvée entre la fréquence des variants de PPAR-α et la fréquence des diabètes et celle des accidents coronaires. En revanche, chez les hommes caucasiens diabétiques et coronariens, les porteurs du variant V162 avaient des concentrations élevées de cholestérol total et d’apo B. Il semble donc que ces deux variants de PPAR-α ne jouent pas un rôle majeur dans la survenue du diabète de type 2 et des accidents coronaires dans les populations étudiées, bien qu’en modulant le bilan lipidique le variant V162 puisse discrètement contribuer au risque coronaire chez les diabétiques de type 2.

PERSPECTIVES

Il n’y a que dix ans que le premier des PPAR(s) fut découvert. A cette époque, peu de personnes auraient pu prédire que les PPARs deviendraient des cibles pharmacologiques importantes dans le traitement des troubles glucido-lipidiques. Les fibrates ont permis d’élucider les effets métaboliques de l’activation de PPAR-α, alors même que ces médicaments pré-existaient à la découverte des PPAR(s). Le fait de découvrir que des médicaments anciens agissent en modulant l’expression de récepteurs nucléaires a relancé la recherche pharmacologique dans ce domaine. A ce jour, des activateurs spécifiques de PPAR-α sont en cours d’évaluation clinique.

Des activateurs spécifiques et efficaces de PPAR-α pourraient avoir des propriétés anti-athéromateuses majeures. En effet, nous avons signalé que ces substances réduisent les concentrations des lipoprotéines athérogènes, dont les VLDL et les LDL de petite taille facilement oxydables. De plus, ces médicaments augmentent les concentrations des lipoprotéines anti-athérogènes (HDL) en stimulant la synthèse des apolipoprotéines A-I et A-II. Les activateurs de PPAR-α augmenteraient donc le transport inverse du cholestérol en augmentant le nombre des transporteurs (HDL) capables de prendre en charge le cholestérol en excès dans les tissus périphériques et de le ramener vers le foie. De plus, nous avons montré que les activateurs de PPAR-α étaient également capables d’augmenter le nombre des récepteurs cellulaires aux HDL. En effet, ils stimulent la synthèse des récepteurs SR-BI/CLA-1 et ABCA1
dans les macrophages humains. Ces récepteurs permettent aux HDL de se fixer sur les macrophages et de provoquer l’efflux de cholestérol cellulaire et donc d’empêcher la formation des cellules spumeuses. Les activateurs de PPAR-α sont donc capables d’induire à la fois l’augmentation du nombre des ligands (HDL) et celui de leurs récepteurs membranaires (SR-BI/CLA-1, ABCA1). Ainsi ils augmenteraient de façon majeure le « transport inverse du cholestérol », et limiteraient la formation des plaques d’athérome. De plus, les activateurs de PPAR-α réduisent l’inflammation vasculaire, ainsi que la synthèse d’un facteur vasoconstricteur et mitogène pour les cellules musculaires lisses (endothéline) et celle de facteurs prothrombotiques (facteur tissulaire, fibrinogène).

Ces substances exercent donc des effets pléiotropes qui vont presque tous dans le sens d’un effet anti-athérogène.

L’arrivée de nouveaux médicaments appartenant à cette famille pourrait renforcer l’arsenal thérapeutique destiné à réduire le risque cardiovasculaire.

BIBLIOGRAPHIE [1] ISSEMANN I., GREEN S. — Activation of a member of the steroid hormone receptor superfamily by peroxisome proliferators. Nature , 1990, 347 , 645-650.

[2] A unified nomenclature system for the nuclear receptor superfamily.

Cell , 1999, 97 , 161-163.

[3] SHER T., YI H.F., MCBRIDE O.W., GONZALEZ F.J. — cDNA cloning, chromosomal mapping, and functional characterization of the human peroxisome proliferator activated receptor.

Biochemistry, 1993, 32 , 5598-5604.

[4] ROBERTS R.A., JAMES N.H., WOODYATT N.J., MACDONALD N., TUGWOOD J.D. — Evidence for the suppression of apoptosis by the peroxisome proliferator activated receptor α. Carcinogenesis , 1998, 19 , 43-48.

[5] GÖTTLICHER M., WIDMARK E., LI Q., GUSTAFSSON J.A. — Fatty acids activate a chimera of the clofibric acid-activated receptor and the glucocorticoid receptor. Proc Natl Acad Sci USA , 1992, 89 , 4653-4657.

[6] FRUCHART J.C., DURIEZ P., STAELS B. — PPARα activators regulate genes governing lipoprotein metabolism, vascular inflammation and atherosclerosis. Current Opinion in Lipidology , 1999, 10 , 245-257.

[7] STAELS B., VU-DAC N., KOSYKH V.A., SALADIN R., FRUCHART J.C., DALLONGEVILLE J., AUWERX J. — Fibrates downregulate apolipoprotein C-III expression independent of induction of peroxisomal acyl coenzyme A oxidase. A potential mechanism for the hypolipidemic action of fibrates. J Clin Invest , 1995, 95 , 705-712.

[8] VU-DAC N., SCHOONJANS K., LAINE B., FRUCHART J.C., AUWERX J., STAELS B. — Negative regulation of the human apolipoprotein A-I promoter by fibrates can be attenuated by the interaction of the peroxisome proliferator-activated receptor with its response element. J Biol Chem , 1994, 269/49 , 31012-31018.

[9] VU-DAC N., SCHOONJANS K., KOSYKH V., DALLONGEVILLE J., FRUCHART J.C., STAELS B., AUWERX J. — Fibrates increase human apolipoprotein A-II expression through activation of the peroxisome proliferator-activated receptor. J Clin Invest , 1995, 96 , 741-750.

[10] DELERIVE P., DE BOSSCHER K., BESNARD S., VANDEN BERGHE W., PETERS J.M., GONZALEZ F.J., FRUCHART J.C., TEDGUI A., HAEGEMAN G., STAELS B. — PPARα negatively regulates the vascular inflammatory gene response by negative cross-talk with transcription factors NF-κB and AP-1. J Biol Chem , 1999, 274 , 32048-32054.

[11] DELERIVE P., GERVOIS P., FRUCHART J.C., STAELS B. — Induction of Ikappa B alpha expression as a mechanism contributing to the anti-inflammatory activities of PPARalpha activators. J Biol Chem , 2000, 275 , 36703-36707.

[12] STAELS B., KOENIG W., HABIB A., MERVAL R., LEBRET M., PINEDA TORRA I., DELERIVE P., FADEL A., CHINETTI G., FRUCHART J.C., NAJIB J., MACLOUF J., TEDGUI A. — Activation of human aortic smooth-muscle cells is inhibited by PPARα but not by PPARγ activators. Nature , 1998, 393 , 790-793.

[13] CHINETTI G., GBAGUIDI F.G., GRIGLIO S., MALLAT Z., ANTONUCCI M., POULAIN P., CHAPMAN J., FRUCHART J.C., TEDGUI A., NAJIB-FRUCHART J., STAELS B. — CLA-1/SR-BI is expressed in atherosclerotic lesion macrophages and regulated by activators of peroxisome proliferatoractivated receptors. Circulation , 2000, 101 , 2411-2417.

[14] CHINETTI G., LESTAVEL S., BOCHER V., REMALEY A.T., NEVE B., TORRA PINEDA I., TEISSIER E., MINNICH A., JAYE M., DUVERGER N., BREWER H.B., FRUCHART J.C., CLAVEY V., STAELS B. — PPARα and PPARγ activators induce cholesterol removal from human macrophage foam cells through stimulation of the ABCA1 pathway. Nat Med , 2001, 7 , 53-58.

[15] DELERIVE P., MARTIN-NIZARD F., CHINETTI G., TROTTEIN F., FRUCHART J.C., NAJIB J., DURIEZ P., STAELS B. — PPAR activators inhibit thrombin-induced endothelin-1 production in human vascular endothelial cells by inhibiting the activator protein-1 signaling pathway. Circ Res , 1999, 85 , 394-402.

[16] NEVE B., CORSEAUX D., CHINETTI G., ZAWADZKI C., FRUCHART J.C., DURIEZ P., STAELS B., JUDE B. — PPARα agonists inhibit tissue factor expression in human THP-1 cells, monocytes and macrophages. Circulation , 2001, 103 , 207-212.

[17] DELERIVE P., FURMAN C., TEISSIER E., FRUCHART J.C., DURIEZ P., STAELS B. — Oxidized phospholipids activate PPARα in a phospholipase A2-dependent manner. FEBS Lett , 2000, 471 , 34-38.

[18] GUERRE-MILLO M., GERVOIS P., RASPE E., MADSEN L., POULAIN P., DERUDAS B., HERBERT J.M., WINEGAR D.A., WILLSON T.M., FRUCHART J.C., BERGE R.K., STAELS. B. — PPARα activators improve insulin sensitivity and reduce adiposity. J Biol Chem , 2000, 275 , 16638-16642.

[19] FLAVELL D.M., PINEDA TORRA I., JAMSHIDI Y., EVANS D., DIAMOND J.R., ELKELES R.S., BUJAC S.R., MILLER G., TALMUD P.J., STAELS B., HUMPHRIES S.E. — Variation in the PPARα gene is associated with altered function in vitro and plasma lipid concentrations in type II diabetic subjects.

Diabetologia , 2000, 43 , 673-680.

[20] LACQUEMANT C., LEPRETRE F., PINEDA TORRA I., MANRAJ M., CHARPENTIER G., RUIZ J., STAELS B., FROGUEL P. — Mutation screening of the PPARalpha gene in type 2 diabetes associated with coronary heart disease. Diabetes Metab , 2000, 26 , 393-401.

DISCUSSION

M. Raymond ARDAILLOU

Quels sont les ligands endogènes des PPAR- α et l’un d’eux est-il susceptible de jouer un rôle thérapeutique ?

Les ligands endogènes des PPAR -α sont des dérivés des acides gras mais leur affinité n’est pas suffisante pour être utilisée en thérapeutique.

M. Pierre GODEAU

Vous avez fait allusion aux interactions entre les fibrates et les cytokines de l’inflammation, notamment l’IL6. A-t-on étudié l’effet éventuel des fibrates dans le syndrome d’activation macrophagique où l’on constate une élévation de l’IL6, une hyperferritinémie et une hypertriglycéridémie majeure ?

Non, mais ce pourrait être très intéressant.

M. Émile ARON

Vos remarquables techniques d’analyse des troubles lipidiques pourraient-elles permettre d’élucider un problème clinique qui me semble très important. Certaines enquêtes concluent à l’effet bénéfique d’une consommation modérée des boissons alcoolisées sur l’athérome et les risques cardiovasculaires. Ces résultats connus du public favorisent une excuse thérapeutique aux buveurs excessifs ! Pour ma part, j’ai constaté que la sobriété ou l’abstinence amélioraient les conséquences cardiovasculaires et l’hypertension artérielle des buveurs excessifs. Mais la tolérance à l’alcool est très différente d’un individu à l’autre. Est-il possible d’appréhender un quelconque caractère génétique de cette tolérance qui permettrait de repérer les sujets particulièrement vulnérables ?

Il existe un effet documenté de la consommation modérée d’alcool sur les HDL mais ceci n’autorise pas à conseiller la prise de boissons alcoolisées. Il est à remarquer que l’effet de l’alcool sur les HDL est génétiquement déterminé par le polymorphisme de la CETP.

M. François-Bernard MICHEL

Vous avez évoqué le PPAR dans la cellule musculaire. Avez-vous un commentaire relatif aux conséquences musculaires éventuelles, ne serait-ce que dans les effets secondaires plus fréquents qu’on ne le dit des statines ?

Les effets musculaires des hypolipémiants n’ont pas d’explication moléculaire connue mais la présence de PPAR-α dans le muscle est à considérer pour tenter d’expliquer cet effet secondaire.

M. Claude JAFFIOL

Peut-on envisager chez les diabétiques présentant une dyslipidémie, un traitement mixte stimulant PPAR- α et γ ?

Le traitement mixte stimulant PPAR-α et γ est à considérer en priorité dans le traitement des diabétiques, car les effets sont complémentaires et synergiques. En outre, l’activation du PPAR-α limite les effets secondaires observés dans l’activation du PPAR-γ.

* Unité de Recherche sur les Lipoprotéines et l’Athérosclérose, Unité INSERM 545 — Institut Pasteur et Université de Lille 2 — 1, rue du Professeur Calmette — 59019 Lille cedex. Tél : 03-20-87-78-86 — Fax : 03-20-87-73-60. E-mail : Patrick.Duriez@pasteur-lille.fr Tirés-à-part : Professeur Jean-Charles FRUCHART, à l’adresse ci-dessus. Article reçu le 27 novembre 2000, accepté le 4 décembre 2000.

Bull. Acad. Natle Méd., 2001, 185, no 1, 63-75, séance du 23 janvier 2001