Microparticules d'origine vasculaire : acteurs et marqueurs de l'inflammation et de l'apoptose

Vascular microparticles : actors and markers in inflammation and apoptosis

• Auteur / Autrice : Babé Bakouboula
• Direction : Florence Toti
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie et pharmacologie de l'hémostase et des vaisseaux
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Paris 7

Mots clés

Mots clés contrôlés

Rejet du greffon

Apoptose

Hypertension pulmonaire

Marqueurs biologiques

Endothélium vasculaire

Transplantation cardiaque

Résumé

Libérées par la membrane plasmique des cellules activées ou apoptotiques, les microparticules (MPs) constituent, dans les fluides biologiques, des marqueurs de l'atteinte cellulaire initiale. Dans le compartiment vasculaire, elles diffusent un potentiel pathogène à multiples facettes susceptible de pérenniser l'atteinte vasculaire et se comportent comme de véritables effecteurs biologiques circulants. Ce travail aborde l'étude de deux pathologies dans le contexte du couplage inflammation-apoptose: l'hypertension artérielle pulmonaire idiopathique (HTAP) et le rejet aigu du greffon cardiaque. Dans le rejet aigu du greffon cardiaque, l'étude clinique prospective a mis en évidence que le profil phénotypique des MPs était caractéristique du rejet avec une élévation des MPs porteuses de E-sélectine (CD62E), Pas (CD95) qui apparaissent, en analyse multivariée comme des paramètres indépendants associés à la survenue du premier épisode de rejet. L'importance de P activation endothéliale est attestée par le ratio élevé MPs-CD62E⁺/ MPs CD31⁺. Cependant, les taux élevés de MPs porteuses de Pas évoquent la survenue d'apoptose vasculaire ou tissulaire impliquant la voie Fas/Fas-ligand, sans préjuger de l'origine cellulaire. Dans FHTAP, les MPs ont pu être validées comme des indicateurs de la sévérité de la maladie avec un profil phénotypique caractérisé par des taux élevés de MPs porteuses de FT actif et de CD 105 (emjogline) et associé à des concentrations élevées de marqueurs inflammatoires (« C-reactive protein », RANTES, MCP-1), et d'activation endothéliale (sVCAM-1). En effet, les MPs porteuses de FT actif et sVCAM-1 ont été corrélés à la sévérité de la maladie objectivée sur des paramètres cliniques et hémodynamiques. La présence de MPs-CD105⁺, marqueur d'activation et de prolifération endothéliale, souligne l'importance de la prolifération endothéliale et de la signalisation médiée par l'endogline. L'observation d'un gradient de MPs entre veine jugulaire et artère pulmonaire suggère une séquestration de MPs biologiquement actives, favorisant la thrombogénèse et l'altération de la vasomotricité pulmonaire. L'ensemble de ces données confirme l'existence d'un lien entre réponse inflammatoire et atteinte endothéliale. Notre travail in vitro a évalué les effets des MPs dérivées des cellules leucocytaires (CEM, MPL) et endothéliales (Eahy 926, MPE) sur la réponse endothéliale (Eahy 926) au stress inflammatoire (TNF, 5-30ng/ml) et oxydant (métaarsenate de sodium, 50μM) en examinant la réponse apoptotique. Nous avons mis en évidence l'exportation de la caspase-3 active dans les MPLs et MPEs mais aussi dans les MPs circulantes prélevées chez les patients transplantés cardiaques. De manière surprenante, les MPLs et MPEs bien que porteuses de caspase-3 active favorisent une baisse de Papoptose endothéliale basale et/ou induite par le métaarsenate de sodium. Le transfert dans les MPs d'une enzyme impliquée dans le processus apoptotique, couplé à une faible capacité des MPs à retransférer la caspase-3 à la cellule cible, correspondrait à une possible mesure cytoprotective de la cellule parentale. De manière intéressante, l'effet cytoprotecteur des MPs d'origine leucocytaire est réversé par la P-sélectine soluble ou un anticorps anti-PSGL-1. Le marquage membranaire endothélial démontre que les MPLs et la P-sélectine soluble concourent au remodelage membanaire en modifiant la topologie des rafts et de la E-sélectine. L'ensemble du travail a confirmé la contribution des MPs à l'homéostasie vasculaire. En clinique, leur mesure est prometteuse pour le diagnostic précoce et non invasif du rejet aigu et le suivi de l'atteinte vasculaire des patients comme dans l'HTAP idiopathique. Nos résultats in vitro confirment leur rôle d'effecteur membranaires et cellulaire et les désignent comme des modulateurs de la réponse apoptotique endothéliale.

Our manuscript focuses on two pathologies asssociate with inflammatory response and apoptotic processe, namely pulmonary arterial hypertension (PAH) and acute cardiac allograft rejection (ACR). Data from a prospective clinical study showed a characteristic MP phenotype at the first episode of rejection in ACR patients with elevated E- selectin (CD62E) and Fas (CD95) -bearing MPs. The enhanced MP-CD62E/MP-CD31 ratio pointed at the pivotai role of endothelial activation. Furthermore, high plasma levels of MP-bearing Fas suggested vascular or tissular apoptosis. In PAH, MPs were demonstrated indicators of the severiry of the disease with a charateristic MP pattern, those bearing active tissue factor (TF) and CD 105 (endoglin) being elevated. Inflammatory (C-reactive protein, RANTES, MCP-1) and endothelial damage markers (sVCAM-1) were also enhanced. Indeed, sVCAM-1 and MP-bearing active TF were correlated with the severiry of PAH assessed by clinical and haemodynamic parameters. The detection of MP-bearing CD 105, a marker of endothelial activation and proliferation, points at the importance of endothelial proliferation and of endoglin-mediated signaling in PAH. The measurement of a MP gradient between thé jugular vein and the pulmonary artery suggests the sequestration of active MPs, that could favor thrombogenicity and pulmonary vasomotricity impairment. Taken together our data suggest a link between inflammatory response and endothelial damage. Effects of MPs of leukocyte (CEM, LMP) and endothelial (Eahy 926, EMP) origins on the endothelial response were investigated in vitro under oxidative (50μM Na⁺metaarsenite) or inflammatory (5-30ng/ml TNF-α) conditions. We demonstrated that active caspase-3 was borne by EMPs, LMPs and circulating MPs from heart transplanted patients. Surprisingly, although LMPs and EMPs bore active caspase-3, they did not promote endothelial apoptosis but cytoprotection against metaarsenite-induced apoptosis. The MP-mediated sorting out of apoptotic molecules combined to a low caspase-3 transfer efficacy from MPs to endothelial cells could have contribute to cell survival. Interestingly, LMP-induced cytoprotection is reversed by soluble P-selectin or PSGL-1 antibody. The endothelial membrane response to stress assessed by rafts and E-selectin labelling also appeared sensitive to MPs and soluble P-selectin. Taken together our data strengthen the hypothesis of a role of MPs in the tuning of vascular homeostasis. MP measurements appear a promising tool in the early and non invasive diagnosis of acute rejection and the follow-up of vascular damage in PAH patients. Our in vitro results demonstrate that MPs are membrane and cellular effectors in the modulation of the endothelial apoptosis response.