Thèse Rôle de l'Alpl - Tnap dans la Sénescence des Progéniteurs Adipeux et son Implication dans les Désordres Métaboliques Liés à l'Obésité et à Lâge H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université de Toulouse
École doctorale : BSB - Biologie, Santé, Biotechnologies
Laboratoire de recherche : I2MC - Institut des Maladies Métaboliques et Cardiovasculaires
Direction de la thèse : Anne BOULOUMIE
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-05-28T23:59:59

Le tissu adipeux est un organe métabolique et endocrine dont la dysfonction contribue au développement du diabète de type 2 dans le contexte de l'obésité et avec l'âge. Son renouvellement dépend de cellules progénitrices dont les capacités de différenciation se dégradent avec l'âge et l'obésité, notamment via la sénescence cellulaire. L'ALPL (phosphatase alcaline non spécifique de tissu), glycoprotéine membranaire connue pour son rôle dans la minéralisation osseuse, émerge comme un acteur clé de la biologie adipocytaire. En tant que marqueur de surface MSCA1, elle identifie la sous-population de progéniteurs adipeux humains à la plus forte capacité adipogénique et son activité augmente avec la différenciation. Elle serait également impliquée dans la thermogenèse via le cycle futile de la créatine au niveau mitochondrial, indépendamment de la protéine découplante UCP1.
Nos données préliminaires ainsi que d'autres études montrent que l'expression et l'activité de l'ALPL augmentent lors de la sénescence des progéniteurs adipeux et sont corrélées aux marqueurs du syndrome métabolique chez les patients en condition d'obésité. Une accumulation de créatine phosphate dans le tissu adipeux de patients qui vivent avec une obésité a également été décrite. Notre hypothèse centrale est que la suractivité de l'ALPL dans les progéniteurs sénescents perturbe l'homéostasie des nucléotides extracellulaires, altère l'adipogenèse et inhibe le cycle futile de la créatine dans les adipocytes matures, contribuant ainsi aux dysfonctions métaboliques observées dans l'obésité.
Trois objectifs structurent le projet. Le premier est de caractériser l'axe sénescence/ALPL dans les progéniteurs adipeux via des modèles 2D/3D, en analysant l'activité enzymatique, la glycosylation, la localisation subcellulaire et le métabolisme des nucléotides. Le deuxième objectif est de décrypter le rôle de l'ALPL dans la thermogenèse via le cycle futile de la créatine et la fonction mitochondriale par des approches de perte et gain de fonction,couplées à des mesures de respiration mitochondriale et de thermogenèse. Enfin le troisième objectif est de valider cliniquement les associations en analysant des tissus adipeux (blancs et bruns) issus de cohortes humaines (obèses/non obèses, diabétiques/non diabétiques, phéochromocytome/hypercorticisme).
Ce projet vise à définir si l'ALPL constitue un lien moléculaire entre vieillissement du tissu adipeux et diabète de type 2 ouvrant des perspectives thérapeutiques originales dans l'obésité et les pathologies associées.

Le tissu adipeux est un organe metabolique et endocrine majeur dont la dysfonction est au coeur du développement des morbidités métaboliques associées avec l'obésité, notamment le diabète de type 2. La capacité de renouvellement du tissu adipeux repose sur des cellules progénitrices dont les capacités de différenciation se dégradent avec l'âge et l'obésité, un phénomène impliquant notamment la sénescence cellulaire. L'ALPL (phosphatase alcaline non spécifique de tissu), glycoprotéine membranaire classiquement connue pour son rôle dans la minéralisation osseuse, émerge comme un acteur inattendu de la biologie adipocytaire. En tant que marqueur de surface MSCA1, nous avons montré qu'elle identifie la sous-population de progéniteurs adipeux humains dotée de la plus forte capacité adipogénique blanche et brune, et que son activité s'avère nécessaire et est augmentée avec la différenciation adipogénique. De plus, des publications suggèrent son implication dans la thermogénèse adipocytaire indépendante de l'activation de la protéine découplante UCP1, via le cycle futile de la créatine au niveau mitochondrial.
Nos données préliminaires ainsi que celles de la littérature montrent que l'expression et l'activité de l'ALPL sont augmentées lors de la sénescence réplicative des progéniteurs adipeux humains ainsi que dans le tissu adipeux humain avec l'obésité et sont corrélées aux marqueurs du syndrome métabolique (HbA1c, glycémie, insulinémie, taille adipocytaire). De plus, une accumulation de créatine phosphate dans le tissu adipeux de patients vivant avec une obésité a été récemment décrite.
Ces observations convergentes soulèvent une question centrale : la surexpression/suractivité de l'ALPL dans les progéniteurs adipeux sénescents et les adipocytes matures constitue-t-elle un mécanisme clé reliant vieillissement cellulaire, dysfonction adipogénique et dérèglement métabolique dans l'obésité ? La thèse s'articulera autour de l'hypothèse suivante: La sénescence des progéniteurs adipeux humains entraîne une suractivité et un changement de la localisation subcellulaire de l'ALPL liées à des modifications de sa glycosylation, qui perturbe l'homéostasie des nucléotides extracellulaires (ATP/ADP/AMP/adenosine) et altère qualitativement leur programme adipogénique blanc et brun. Dans ce contexte, le cycle futile de la créatine est inhibé au niveau mitochondrial des adipocytes différenciés, contribuant à l'accumulation de créatine phosphate observée dans le tissu adipeux obèse et à une altération de la dépense énergétique adipocytaire amplifiant ainsi les dysfonctions métaboliques.

1) Caractériser l'axe sénescence/ALPL dans les progéniteurs adipeux humains (activité enzymatique, glycosylation, localisation subcellulaire, métabolisme des nucléotides); 2) Décrypter le rôle de l'ALPL dans le cycle futile de la créatine et la fonction mitochondriale des adipocytes (perte et gain de fonction); 3) Valider cliniquement les associations entre ALPL, sénescence, métabolisme de la créatine et paramètres métaboliques systémiques sur des cohortes humaines

Modèles de sénescence réplicative et induite par stress oxydant sur progéniteurs adipeux primaires
Cultures cellulaires 2D et modèles 3D en hydrogel (lobule adipeux sur puce)
Approches transcriptomiques et métabolomiques
Perte et gain de fonction d'ALPL (inhibition pharmacologique par MLS-0038949, progéniteurs immortalisés surexprimant l'ALPL)
Analyse de la respiration mitochondriale (Seahorse)
Thermométrie cellulaire (collaboration interscience)
Analyse de cohortes humaines (obèses/non obèses, diabétiques/non diabétiques, pheochromocytome/hypercorticism)

Formation en biologie cellulaire, physiologie, biochimie ou disciplines proches, avec un intérêt marqué pour le métabolisme, la sénescence cellulaire et la biologie du tissu adipeux. Le projet demande aussi une sensibilité aux questions de physiopathologie humaine à l'interface entre cellules humaines, développement de modèles 3D et d'approches d'ingénierie, métabolisme énergétique et obésité.