Modulation du potentiel angiogène des progéniteurs endothéliaux humains par des biomarqueurs plasmatiques vasculaires
Angiogenic potential modulation of human endothelial progenitor cells by vascular plasmatic biomarkers
par D'Audigier Clément sous la direction de Smadja David et de Gaussem Pascale
Thèse de doctorat en Biochimie
École doctorale Médicament, Toxicologie, Chimie, Environnement

Soutenue le Wednesday 02 October 2013 à Université Paris Descartes ( Paris 5 )

Sujets
  • Cellules endothéliales
  • Marqueurs biologiques
  • Néovascularisation
  • Progéniteurs endothéliaux circulants
  • Syndromes coronariens aigus
  • Thérapeutique cellulaire

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Mots clés
Progéniteurs endothéliaux circulants, Biomarqueurs plasmatiques vasculaires, Potentiel angiogène, Fibrose pulmonaire idiopathique, Artériopathie des membres inférieurs, Syndromes coronariens aigus, Thérapie cellulaire
Resumé
Les capacités pro-angiogènes des progéniteurs endothéliaux circulants sont maintenant bien établies, et leur implication dans les phénomènes de néovascularisation chez l'adulte a stimulé la recherche de thérapeutiques angiogènes basées sur la greffe de ces cellules. Les données actuelles convergent vers la notion de deux types cellulaires au phénotype endothélial, définis entre autres par leur cinétique d'apparition en culture : les progéniteurs précoces (CFU-EC ou CAC) et tardifs (ECFC). Notre équipe a montré que l'injection thérapeutique de cellules mononucléées de moelle osseuse (BM-MNC) permettait la néovascularisation du site ischémié chez des patients atteints d'ischémie critique des membres inférieurs, et que les nouveaux vaisseaux formés avaient le phénotype d'ECFC. Nous avons dans un premier temps mesuré les concentrations de différentes protéines modulant l'angiogenèse, chez des patients atteints de pathologies ischémiques et cardiovasculaires, ou impliquant des anomalies vasculaires associées à la fibrose. Ainsi, le transforming growth factor - bêta 1 (TGF-bêta 1) dans la fibrose pulmonaire idiopathique, la thrombospondine-1 (TSP-1) dans l'artériopathie des membres inférieurs, et le placental growth factor (PlGF) chez les patients atteints de pathologies cardiovasculaires (patients présentant un syndrome coronarien aigu, patients devant subir une chirurgie de la valve ou un pontage coronarien), se sont distingués comme potentiel biomarqueur plasmatique dans ces pathologies, et ont été étudiés dans la biologie des ECFC humaines. Résultats : Le taux plasmatique de TGF-bêta 1 est augmenté chez les patients atteints de fibrose pulmonaire idiopathique (FPI) par rapport à la population contrôle ; il a un effet pro-angiogène in vivo (vascularisation des implants de Matrigel®) et in vitro (prolifération et migration des ECFC) via les récepteurs ALK-1, ALK-5 et TGF-bêta RII. Le taux plasmatique de TSP-1 est augmenté chez les patients artéritiques par rapport à la population contrôle. Par ailleurs les néovaisseaux formés de patients artéritiques ayant été traités par injection locale de BM-MNC expriment la TSP-1. Dans les modèles murins de Matrigel®-plugs et d'ischémie du membre inférieur (IMI), la TSP-1 induit une diminution de la vascularisation des implants ainsi qu'une diminution de la revascularisation du membre ischémié. In vitro, la TSP-1 augmente l'adhésion via un mécanisme N-Terminal dépendant, et diminue le potentiel angiogène (prolifération et migration) des ECFC via sa liaison au récepteur CD47, ce qui active la voie de signalisation SDF-1/CXCR4. Le taux plasmatique de PlGF est augmenté chez les patients coronariens par rapport à la population contrôle et aux patients angoreux ; il est également augmenté chez les patients ayant subit une chirurgie cardiaque. Les PlGF-1 et -2 potentialisent la tubulogenèse des ECFC in vitro via la phosphorylation du récepteur VEGFR1. Cet effet est aboli lorsque le VEGFR1 est inhibé par ARN interférence ou par le composé chimique « 4321 ». Conclusions : Le TGF-bêta 1 joue un rôle dans le remodelage vasculaire de la FPI via les ECFC ; la TSP-1 est un potentiel biomarqueur de l'angiogenèse induite par les ECFC dans l'artériopathie des membres inférieurs ; l'inhibition de la voie PlGF/VEGFR1 module la tubulogenèse induite par les ECFC, cellules impliquées dans la formation de nouveaux vaisseaux. Nous avons ainsi mis en évidence 3 protéines modulant l'angiogenèse dans 3 contextes pathologiques différents, caractérisés par un remodelage vasculaire et où les ECFC sont impliquées dans leurs mécanismes physiopathologiques. Ces 3 protéines se présentent donc comme de potentiels biomarqueurs plasmatiques, modulant les propriétés angiogènes des ECFC et pouvant donc influencer leur efficacité en tant que produit de thérapie cellulaire. Ces biomarqueurs plasmatiques jouent un rôle probable dans l'équilibre homéostatique au décours des pathologies concernées.