Lipopolysaccharide induced O-GlcNAcylation in macrophage : mechanism and role in inflammatory process

Rôle de l'O-GlcNAc glycosylation dans le processus inflammatoire dans le macrophage La O-GlcNAcylation correspond à l'ajout de N-acétylglucosamine (GlcNAc) sur les résidus sérine et thréonine des protéines cytosoliques, nucleaires et mitochondriales. Cette modification post-traductionnelle réversible régule l'activité des protéines en fonction de la disponibilité du glucose et de son métabolisme par la voie de biosynthèse de l'hexosamine (HBP). Seules deux enzymes, l'OGT et l'OGA, catalysent l'addition et l'élimination de GlcNAc des protéines, respectivement. Cette modification a été impliquée dans plusieurs pathologies dont le diabète, le cancer et les maladies neurologiques. Plusieurs travaux indiquent que la O-GlcNAcylation participe également aux processus inflammatoires, mais des résultats contrastés ont été obtenus, avec des effets à la fois pro- et anti-inflammatoires selon le type cellulaire et le cadre expérimental. De plus, on sait peu de choses sur le rôle de la O-GlcNAcylation dans les fonctions des macrophages. Dans ce travail, nous démontrons que le LPS (lipopolysaccharide) induit une augmentation de la O-GlcNAcylation des protéines intracellulaires dans différents modèles de macrophages murins et humains. Nous avons observé que la stimulation par le LPS n'a aucun effet sur l'expression ou l'activité des enzymes OGT et OGA, mais augmente de manière significative l'activité de la glutamine fructose amido-transférase (GFAT), enzyme limitante de la voie HBP. La stimulation de la O-GlcNAcylation par le LPS est médiée par une induction rapide et marquée de l'expression de l'isoforme GFAT2. Nous avons identifié des sites de liaison FoxO1 sur le promoteur GFAT2, et nous avons montré que l'inhibition pharmacologique ou l'ablation génétique du facteur de transcription FoxO1 inhibe l'effet du LPS sur l'expression de GFAT2 dans les macrophages. Ceci indique que l'induction de la GFAT2 se produit via un mécanisme dépendant de FoxO1. Pour évaluer le rôle de la O-GlcNAcylation induite par le LPS dans les macrophages, nous avons également développé un modèle de souris présentant une invalidation de l'OGT dans la lignée myéloïde. Nous avons observé que la suppression de l'OGT dans les macrophages exacerbe la réponse inflammatoire déclenchée par le LPS, avec en particulier une expression accrue de l'oxyde nitrique synthase 2 (NOS2) et une sécrétion plus élevée de cytokines pro-inflammatoires. Ce résultat suggère que la O-GlcNAcylation permet de limiter l'inflammation excessive lors de la stimulation du LPS. Dans l'ensemble, nos résultats suggèrent que l'induction de la GAFT2 permet une augmentation de la O-GlcNAcylation, se qui pourrait faire partie d'un mécanisme de régulation visant à limiter l'inflammatoires lors de la stimulation des macrophages par le LPS.