Cellules endothéliales, Autophagie, Athérosclérose, HDAC6, Tubastatin-A, Acétylation de l'α-Tubuline

Les lésions athéroscléreuses se développent préférentiellement dans les zones de bifurcation et au niveau des arcades artérielles, où les cellules endothéliales sont exposées à un écoulement turbulent, et par conséquent à une faible contrainte de cisaillement. Les cellules endothéliales exposées à une faible contrainte de cisaillement expriment des marqueurs pro-inflammatoires, libèrent des cytokines, et présentent, en plus d'un phénotype pro-inflammatoire, un phénotype pro-sénescent. Notre équipe a précédemment démontré qu'un processus autophagique défectueux est le lien entre l'existence d'une faible contrainte de cisaillement et une inflammation endothéliale accrue et favorise in fine un phénotype athéroprone. L'autophagie est un mécanisme catabolique cellulaire, responsable du recyclage des organites et des protéines endommagés. La fusion des autophagosomes et des lysosomes est une étape critique de l'autophagie qui est responsable du recyclage et de la dégradation efficaces des déchets cellulaires. Un défaut de fusion conduit à l'accumulation d'autophagosomes, qui transportent les déchets cellulaires. Plusieurs études ont démontré que la stabilité des microtubules est essentielle pour assurer la fusion efficace des autophagosomes et des lysosomes, et aboutir à la formation des autolysosomes. La stabilisation des microtubules, en particulier de l'α-tubuline, est régulée par un certain nombre de modifications post-traductionnelles, comme l'acétylation de l'α-tubuline, qui constitue un évènement clé de la stabilité des microtubules. Cette étude teste l'hypothèse selon laquelle l'inhibition de la désacétylase endothéliale HDAC6 stabilise l'α-tubuline et augmente le flux d'autophagique endothéliale dans des conditions de faibles contraintes de cisaillement, favorisant alors un phénotype athéroprotecteur malgré des conditions de contraintes de cisaillement défavorables. L'inhibition de l'activité de l'HDAC6 endothéliale, dans des conditions de faibles contraintes de cisaillement, par lutilisation de la tubastatine-A, a augmenté les niveaux d'α-tubuline acétylée d'environ 50 fois et a significativement élevé le rapport LC3-II / I, le nombre de structures LC3-positives ainsi que le flux autophagique. La tubastatine-A a réduit de manière significative l'expression des marqueurs pro-inflammatoires endothéliaux comme ICAM-1, VCAM-1 et MCP-1, dans les cellules exposées à une faible contrainte de cisaillement et au TNF-α. Des observations similaires ont été faites dans les cellules endothéliales où l'expression de HDAC6 avait été réduite de 50% en utilisant un shRNA. Une réduction des niveaux de la protéine HDAC6, a conduit à une acétylation accrue de la tubuline, à la conversion de LC3-I en LC3-II et à une expression réduite des marqueurs de l'inflammation : ICAM-1 et MCP-1. Afin de lier les effets pro-autophagique de l'inhibition de l'HDAC6 au phénotype anti-inflammatoire observé, nous avons utilisé des cellules dépourvues d'une protéine autophagique essentielle, l'ATG5, grâce à un shRNA ciblant le transcrit de celle-ci. L'expression de l'ATG5 a été réduite d'environ 50 à 55%. Nous avons observé un phénotype pro-inflammatoire dans les cellules déficientes en ATG5, qui n'a pas été inversé par le traitement à la tubastatine-A. La taille de la plaque athéroscléreuse a été significativement réduite dans la crosse aortique de souris chimériques HDAC6 -/- / ApoE-/-, par rapport aux souris témoins HDAC6+/+ / ApoE-/-. Pris dans leur ensemble, ces résultats indiquent que l'inhibition de HDAC6 peut être une stratégie intéressante pour restaurer le flux autophagique endothélial en facilitant la fusion entre autophagosomes et lysosomes, et pour promouvoir un phénotype endothélial athéroprotecteur malgré des conditions de contrainte de cisaillement défavorables.