Base cellulaire et moléculaire du remodelage vasculaire Flashcards
Quels sont les 3 types d’endothélium ?
Endothélium continu : cerveau, poumon, coeur, muscle, peau
* Cellules cohésives => seule l’eau et certains sels peuvent passer. Les protéines vont pouvoir traverser mais uniquement par transcytose (à travers le cytoplasme des cellules endothéliales)
Endothélium fenêtré : glande endocrine, rein, intestin
* Répond à un besoin d’échange plus important, pas la présence de pore de 60-80nm. Les macromolécules passent donc bien plus facilement, en plus des ions/sels.
Endothélium discontinu : foie, moelle osseuse, rate
* Besoin d’échange très important : il existe donc en plus des fenêtres des espaces non jointifs entres les cellules <=> trou de 30-40μm entre les cellules.
Les cellules endothéliales ont-elles toutes le même transcriptome ?
Lorsqu’on isole les cellules endothéliales d’un organe après digestion des tissus, et qu’on analyse les transcriptomes on se rend compte d’une hétérogénéité.
C’est en réalité l’environnement qui va influencer le comportement de la cellule endothéliale et ses fonctions
Raisons pour lesquelles le réseau artériel pulmonaire varie sur réseau systémique ? (6)
* Les artères pulmonaires transportent un sang peu oxygéné (hypoxie) : ceci influence la cellule endothéliale
* P° dans l’artère pulmonaire : 14+/-3 (vs 100+/-20 en systémique). Hors le stress mécanique sur un cellule fait varier l’expression de ses gènes.
* Système avec une grande compliance
* grande capacité pour recruter de nouveaux vaisseaux pour faire face à une augmentation du flux. Au repos, tout le réseau n’est pas recruté => recrutement possible à l’effort.
* Reçoit l’ensemble du débit cardiaque
* En hypoxie, le système pulmonaire à tendance à se vasoconstricter (permet une redistribution du flux vers les apex : zones les plus oxygénées => augmentation des chances d’oxygénation du sang) tandis que les vaisseaux systémiques ont tendance à se vasodilater (muscle, cerveau).
Cellule très active métaboliquement, sécrètenet quels types de médiateurs ? (4)
Médiateurs vasoconstricteurs (ET-1, 5-HT, AngII) / vasodilatateurs (NO, PGI2)
Médiateurs activateur et inhibiteur de la croissance et de la migration des CML (Cellules Musculaires Lisses)
Médiateurs pro/anti inflammatoire
Médiateurs pro/anti thrombotique
Tous ces médiateurs sont synthétisés en réponse aux signaux du micro-environnement de la cellule endothéliale, (signaux mécaniques : hémodynamique, pression ; médiateurs hormonaux, stimuli chimiques) qu’elle capte en permanence => permet de maintenir l’homéostasie du vaisseau
Réponse au microenironnement : prolifération, migration, EMT, angiogenèse, MEC, communication C/C et C/MEC, état métabolique/inflammatoire
Quel est le phénotype de la cellule endothéliale quiescente ? (3)
Quel phénotype lorsque la cellule devient active ?
- Plate, nucleus allongé, peu d’organelle
- Lors d’un phénomène anormal, la cellule rentre dans un état actif : elle prend un aspect plus bombé, comporte beaucoup de vacuoles (synthèse active). Elle part beaucoup plus facilement dans le sang et on peut donc retrouver des cellules endothéliales circulantes. (On a essayé de s’en servir comme biomarqueur de sévérité de certaines pathologies, mais beaucoup d’articles contradictoires et pas de statut arrêté pour la cellule endothéliale circulante.)
Quels sont les 3 moteurs pour déclencher un remodelage vasculaire pulmonaire ?
Dysfonction endothéliale
Dysfonction des muscles lisses
Anomalie de l’inflammation
Dysfonction endothéliale et tonus ?
- Maintien du tonus : plus grande capacité à produire de l’endothéline 1, et diminue sa production de NO et prostacycline => traitement symptomatique
Dysfonction endothéliale et prolifération/apoptose ?
2 expériences le montrant ?
La synthèse de quel facteur participe à ce phénomène ? agit sur quelle autre cellule ?
- Prolifération/apoptose : prolifèrent 2-3 fois plus et meurent moins
Expérience 1: poumon explanté et on suit la prolifération. On utilise le PCNA = protéine exprimée quand la cellule prolifère que l’on a marqué en rouge. On compte le nombre de cellule endothéliale rouge par rapport au nombre de cellules endothéliales présentes dans le vaisseau et on en compte 2 à 3 fois plus.
Expérience 2: suivi de l’apoptose par des marquage « Tunel » : permet de voir quand l’ADN est coupé en petit morceau. Quand la cellule meurt elle découpe son ADN en petit morceaux et nous pouvons marquer les extrémités 3’OH de cet ADN. Plus il y a d’extrémité 3’OH, plus il y a une coloration rouge témoignant de l’apoptose. On en voit beaucoup moins chez les patients HTAP.
CE est capable d’une activité autocrine de facteur de croissance : synthétise beaucoup de FGF2. Cela permet aussi de stimuler la prolifération du muscle lisse par une boucle paracrine.
Dysfonction endothéliale et mutations :
Quelle est la mutation la plus fréquente ?
Code pour quelle protéine ?
Combien de récepteur nécessaire pour son fonctionnement ?
Quels sont les ligands ?
- 70-80% touchent le gène BMPR2. Beaucoup de nouveaux gènes ont été trouvés, qui touchent différentes voies mais très reliées à l’action du BMPR2.
Les patients sont plus jeunes au diagnostic, ont une maladie plus sévère et ont plus de complications. - Le BMPR2 est un récepteur membranaire. Très exprimé par l’endothélium et les cellules inflammatoires. Pour fonctionner il a besoin d’un récepteur de type 1. Il en existe 2 principaux : BMPR1A et BMPR1B
- En présence d’un ligand se lie en un complexe formé de 2 récepteurs de type 2 et de 2 récepteurs de type 1. Il faut donc 4 récepteurs.
- Il capte les ligands BMP.
BMPR2 :
Quel mécanisme d’action une fois le ligand fixé ?
Quelle cascade ?
Quelle fonction ?
- Il y a une **phosphorylation du R1 par le R2
- **puis une phosphorylation des protéines SMAD 1, 5, 8 qui s’associe à SMAD 4 et transloquent alors dans le noyau, modulent l’expression de gènes importants impliqués dans :
=> l’arrêt de la prolifération des CML, l’induction de l’apoptose des CE.
Qu’induit la mutation BMPR2 dans l’HTAP ?
La mutation déclenche-t-elle la maladie ?
Or dans l’HTP les mutations correspondent à une perte de fonction d’au moins 50% =>
- Augmentation prolifération de CML, inflammation plus persistante, perte de l’intégrité du matériel génique (accumulation de lésions de l’ADN), glucose détourné vers les voies glycolytique au lieu du cycle de Creps (moins efficace pour produire de l’ATP), CE meurt plus facilement
- La portage du gène BMPR2 ne déclenche pas systématiquement la maladie mais prédispose à la survenue de celle-ci. Seulement 14% des hommes et 42% des femmes porteuses de la mutation vont développer la maladie.
- Expérience : si on retire l’expression de cette voie chez des souris, une petite proportion des animaux va développer un remodelage vasculaire pulmonaire avec apparition d’une HTP. Il faut donc des défauts sur cette voie cela n’est pas suffisant, il faut un « second hit ».*
Quels peuvent être les 2nd hit ?
Le second « hit » peut correspondre :
- Au vieillissement
- Situation hypoxique
- inflammation
- Hormones
- Traitement
- stress oxydatif
- autres anomalies génétiques
Ce peut aussi être une combinaison de ces facteurs.
Dysfonction endothéliale et inflammation :
Les CE jouent un rôle dans les anomalies de la composante inflammatoire.
Expériences : isolement de CE de sujet HTAP et contrôle.
Si on compare l’expression de différents marqueurs inflammatoires, on se rend compte que les CE dans l’HTAP ont un phénotype pro-inflammatoire plus marqué avec l’expression de nombreuses cytokines (IL6-/8/12… > contrôle) et molécules d’adhésion des cellules infl (VCAM-1 ou ICAM-1).
Cette sécrétion de cytokines et ce recrutement de cellules inflammatoires va perturber d’autant plus les fonctions des cellules de la paroi vasculaire, dont les CE… mais aussi les CML etc..
Il existe donc un cercle vicieux avec une aggravation de la vasoconstrition, migration et prolifération des CML, perméabilité et accumulation de composé de la MEC.
Exemple de cible thérapeutique dans l’inflammation ?
IL6-R est un récepteur qui ne devrait pas être exprimé par les cellules vasculaires pulmonaires, mais seulement par marcrophage/Cellules inflammatoires.
- Expérience* : en marquant ce récepteur on le retrouve sur la paroi des vaisseaux HTAP. IL y a donc plus d’IL-6 et plus de IL6-R, ce qui promeut la survie des cellules des CML.
- Expérience* : Si on supprime le IL6-R chez des animaux on les protège de l’induction d’une HTP expérimentale, c’est donc une cible intéressante.
Dysfonction endothéliale et hémodynamique :
Comment évoluent les CE HTAP vs sain contre un flux lminaire ? turbulent ?
Des CE endothéliales saines soumises à flux laminaire vont s’aligner par rapport à lui tandis que des CE HTAP vont mettre plus de temps.
Si on crée un flux turbulent, les CE normale savent faire face, mais les CE HTAP se détachent. Cela reflète ce qui se passe dans les poumons d’explant pulmonaire où l’on voit le plus de remodelage au niveau des bifurcations de deux vaisseaux.
