Déplétion de l'ADN mitochondrial hépatique après alcoolisation prolongée ou exposition aiguë au lipopolysaccharide chez la souris : rôles du stress oxydant, de la MnSOD et du fer hépatique
Institution:
Paris 7Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
The role of manganese superoxide dismutase (MnSOD) in the depletion of mitochondrial DNA (mtDNA) induced by alcohol or lipopolysaccharide (LPS) administration is unknown. In a first study, I compared the hepatic mitochondrial effects of prolonged alcohol administration in wild type (WT) and transgenic mice overexpressing MnSOD (TgMnSOD). In TgMnSOD but not WT mice, alcohol increased liver iron, lipid peroxidation and the carbonylation of complex I proteins. In TgMnSOD but not WT mice, alcohol caused mtDNA depletion, mtDNA lesions blocking the progress of polymerases and considerable decreases in complex I, IV and V activities. In alcohol-treated TgMnSOD mice, the administration of an iron chelator prevented hepatic iron accumulation, lipid peroxidation, protein carbonyl formation and mtDNA depletion. This study shows that MnSOD, albeit generally considered as an anti-oxidant enzyme, can paradoxically increase hepatic iron content and mitochondrial toxicity after prolonged alcohol administration, In a second work, I studied the mitochondrial effects of a single dose of LPS in TgMnSOD mice and WT mice. In WT mice, LPS did not modify hepatic iron content, but increased the formation of reactive nitrogen/oxygen species, and decreased both the activity of complex I and hepatic ATP content Both mtDNA depletion and complex I inactivation were prevented in TgMnSOD mice. Both were also prevented in WT mice treated with tempol (a superoxide scavenger), uric acid (a peroxynitrite scavenger) or nitric oxide synthase inhibitors (decreasing NO and peroxynitrite formation). These observations suggest that LPS-induced mtDNA depletion and complex I inactivation were due to the reaction of mitochondrial superoxide with NO to form DNA- and protein-damaging peroxynitrite
Abstract FR:
Le rôle de la superoxyde dismutase à manganèse (MnSOD) dans la déplétion de l’ ADN mitochondrial (ADNmt) entraînée par l'alcool ou le lipopolysaccharide (LPS) n'est pas connu. Dans un premier travail, j'ai comparé les effets mitochondriaux hépatiques d'une alcoolisation prolongée chez la souris de type sauvage (TS) et la souris transgénique sunexprimant la MnSOD (TgMnSOD). Chez la souris TgMnSOD mais pas la souris TS, l'alcool augmentait le fer hépatique, la peroxydation lipidique et les protéines carbonylées du complexe L Chez la souris TgMnSOD mais pas la souris TS, l’alcool entraînait une déplétion de FADNmt, la présence sur cet ADN de lésions bloquant la progression des polymérases, et une forte diminution de l'activité des complexes mitochondriaux I, IV et V. Chez la souris TgMnSOD alcoolisée, l'administration d'un chélateur du fer prévenait la surcharge en fer, la peroxydation lipidique, la formation de protéines carbonylées et la déplétion de l’ ADNmt Ce travail montre que la MnSOD, bien que généralement considérée comme une enzyme anti-oxydante, peut paradoxalement augmenter le fer hépatique et la toxicité mitochondriale lors d'une intoxication alcoolique prolongée. Dans un deuxième travail, j'ai étudié les effets mitochondriaux d'une injection de LPS chez des souris TgMnSOD et des souris TS. Chez la souris TS, le LPS ne modifiait pas le fer hépatique, mais augmentait la formation d'espèces réactives de l'azote et/ou de l'oxygène, et diminuait l'activité du complexe I ainsi que FATP hépatique. La déplétion de l’ADNmt et l’inactivation du complexe I par le LPS étaient prévenues chez la souris TgMnSOD ; déplétion et inactivation étaient aussi prévenues par l'administration à la souris TS de tempo! (trappant le superoxyde), d'acide urique (trappant Je peroxynitrite) ou d'inhibiteurs de la NO synthétase (diminuant la formation de NO et de peroxynitrite). Ces observations suggèrent que la déplétion de l'ADN mitochondrial et l’inactivation du complexe I après administration de LPS pourraient être dues à la réaction de Fanion superoxyde mitochondrial avec le NO pour former du peroxynitrite endommageant ADN et protéines.