L’hypertension artérielle et les désordres vasculaires induits par l'érythropoïétine recombinante humaine et le système rénine-angiotensine-aldostérone : Effet de l’exercice et des cellules T régulatrices

Recombinant human erythropoietin and renin-angiotensin aldosterone system induced hypertension and vascular disease : Effect of exercise and T regulatory cells

• Auteur / Autrice : Tlili Barhoumi
• Direction : Pascal Laurant, Ernesto L. Schiffrin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences du mouvement humain
• Date : Soutenance le 20/10/2011
• Etablissement(s) : Avignon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale 536 « Sciences et agrosciences » (Avignon)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Physiopathologie des adaptations cardiovasculaires à l'Exercice
• Jury : Président / Présidente : Céline Demougeot
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Philippe Obert, Pierre Paradis
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Louis Saumet, Bernard Jover

Mots clés

Mots clés contrôlés

Érythropoïétine recombinante

Hypertension artérielle

Mots clés libres

Hypertension

Cellules T régulatrices

Shear stress

Endothéline-1

Exercice

R-HuEPO

Hypertension

Regulatory T cells

Shear stress

Endothelin-1

Exercise

R-HuEPO

Treg

Résumé

L’hypertension artérielle (HTA) est l’une des pathologies les plus fréquentes et les plus préoccupantes des pays occidentaux. Elle est souvent associée au surpoids, à des maladies rénales, cardiaques et aussi à un dysfonctionnement du système endocrinien. Les désordres vasculaires compliquant l’HTA induite par le traitement par l’érythropoïétine recombinante (r-HuEPO) chez les patients ayant une maladie rénale chronique ou en lien avec une perturbation du système rénine-angiotensine-aldostérone (SRAA), associent une augmentation de la rigidité artérielle, une dysfonction endothéliale, un déséquilibre endothéline-1/monoxyde d’azote (ET-1/NO) et un état inflammatoire. L'inflammation vasculaire contribue à la physiopathologie de l'HTA par l’augmentation du stress oxydatif et l'activation des cellules immunitaires. Plusieurs études ont suggéré que le système immunitaire est impliqué dans le développement des maladies cardiovasculaires. Cependant le rôle des lymphocytes T régulatrices (Treg) dans l'HTA ou d'autres formes de maladies cardio-vasculaires, reste encore largement inconnu. Bien que la majorité des études ont montré que l’HTA induite par l’r-HuEPO est associée à une dysfunction endothéliale et à un déséquilibre du rapport (ET-1/NO), les mécanismes exacts restent à être identifier.Plusieurs études ont montré que l’exercice physique d’endurance prévient l’HTA chez les patients ou les modèles animaux. L’objectif de la première partie du travail est d’étudier l’impact du shear stress et de l’exercice sur les désordres vasculaires et l’HTA induits par l’r-HuEPO, en présence d’un déséquilibre endothélial (ET-1/NO). Pour ce faire, trois environnements ont été utilisés (in vitro (cellules en culture), in vitro (artères mésentériques (AM)) et in vivo (souris transgéniques sur-exprimant l’ET-1 au niveau de l’endothélium). Nos résultats montrent que l'association L-NAME/r-HuEPO est responsable d'une vasoconstriction flux-dépendante et une augmentation accrue du shear stress correspondant (plus de 25 dyn/cm2). Le Bosentan, inhibiteur non sélectif des récepteurs de l’ET-1, empêche la vasoconstriction flux-dépendante engendrée par la combinaison L-NAME/rHu-EPO, sans pour autant corriger la vasodilatation; Le traitement des souris transgéniques eET-1 avec l’r-HuEPO augmente la pression artérielle systolique, la concentration plasmatique en ET-1, le stress oxydatif, l’infiltration des monocytes et des macrophages aortiques (MOMA-2), le taux des cytokines pro-inflammatoire INF-γ, TNF-α et IL-6 et exacerbe la dysfonction endothéliale. L’exercice physique prévient tous les effets délétères engendrés par l’administration de l’r-HuEPO. Il est à noter aussi que l’exercice augmente le taux du Foxp3 dans la rate et le cortex rénal. Quant à la deuxième partie, il s'agissait de tester l’effet du transfert adoptif des Treg sur l’HTA et les désordres vasculaires induits par l’administration d’angiotensine II ou d’aldostérone à des souris. Nos résultats montrent que le transfert adoptif des Treg prévient l’HTA induite par l’Ang II, l’altération de la vasodilatation endothélium-dépendante, prévient l’augmentation de la rigidité des AM, diminue le stress oxydatif et les taux plasmatiques des cytokines proinflammatoires (INF-γ, TNF-α et IL-6), ainsi que l’infiltration aortique et rénale des macrophages. Le transfert adoptif des Treg prévient partiellement l’augmentation de la pression artérielle systolique induite par l’Aldo, prévient l’altération de la vasodilatation endothelium dépendante et le remodelage hypertrophique des AM, diminue le stress oxydatif et l’infiltration des cellules immunitaires inflammatoires. Le transfert adoptif des cellules T effectrices (Teff) exacerbe la majorité des effets de l’Aldo. Nos résultats justifient, d’une part, l’importance de l’exercice comme outil préventif de l’HTA induite par l’r-HuEPO, et d’autre part, présentent les Treg comme élément essential dans la modulation de l’HTA et des désordres cardiovasculaires.

Hypertension (HTN) is one of the most frequent disease and is of greatest concern in Western countries.HTN is often associated with overweight, kidney, heart and endocrine system disease. Vasculardisorders, associated with HTN induced by erythropoietin (r-HuEPO) treatment in chronic kidneydisease or in case of disruption of the renin-angiotensin-aldosterone system (RAAS), associated increasein arterial stiffness, endothelial dysfunction, unbalanced endothelin-1/nitric oxide ratio (ET-1/NO) andinflammation. Vascular inflammation contributes to the pathophysiology of hypertension by increasingoxidative stress and activation of immune cells. Several studies have suggested that the immune systemis involved in the development of cardiovascular disease. However, the role of regulatory T cells (Treg)in HTN and other forms of cardiovascular diseases remains largely unknown. In addition, most of thestudies have shown that hypertension induced by r-HuEPO is related to endothelial dysfunction and theratio (ET-1/NO). The exact mechanisms remain to be identified. Several studies have shown thatphysical exercise prevents HTN in patients or animal models. The aim of the first part of this work is tostudy the impact of shear stress and exercise on HTN and vascular disorders induced by r-HuEPO, in thepresence of an endothelial imbalance (ET-1/NO). This was carried out in three settings: in vitro (culturecells), ex vivo (mesenteric arteries) and in vivo (transgenic mice overexpressing ET-1 in endothelialcells). Our results show that the association L-NAME/r-HuEPO is responsible for a significant decreasein intravascular diameter, in response to elevated intravascular flow resulting in a flow-dependentvasoconstriction and increased corresponding shear stress (more than 25 dyn/cm2). Bosentan (a nonselectiveantagonist of ET-1 receptors) inhibits flow-dependent vasoconstriction induced by thecombination L-NAME/rHu-EPO without correcting vasodilation. Treatment of ET-1 transgenic micewith r-HuEPO increases systolic blood pressure, ET-1 plasma concentration, oxidative stress, infiltrationof aortic monocytes and macrophages (MOMA-2), pro-inflammatory cytokines levels INF-γ, TNF-α andIL-6 and exacerbate endothelial dysfunction. Exercise prevents all the deleterious effects of r-HuEPO. Itis also noteworthy that exercise increases the number of Foxp3-positive cells in the spleen and renalcortex. Then, the second aim of our study was to test the effect of adoptive transfer of Treg cells on HTNand vascular disorders induced in mice treated with angiotensin II (Ang II) or aldosterone (Aldo). Ourresults show that adoptive transfer of Treg prevents Ang II induced hypertension, endothelialdysfunction, prevents stiffness of mesenteric arteries, decreases oxidative stress and plasma levels ofpro-inflammatory cytokines (IFN-γ, TNF-α and IL-6) and the aortic and renal infiltration ofmacrophages. Adoptive transfer of Treg prevents the increase in systolic blood pressure induced byAldo, prevents impaired endothelium-dependent vasodilatation and hypertrophic remodelling ofmesenteric arteries, decreases oxidative stress and infiltration of inflammatory immune cells. Theadoptive transfer of T effectors cells (Teff) exacerbates the majority of the Aldo effects. Our resultsjustify, on one hand, the importance of exercise as a preventive tool for hypertension induced by r-HuEPO, and on the other hand, highlight the role of Treg as an essential component in the modulation ofhypertension and cardiovascular disorders.