Remaniements du cytosquelette des barrières hémato-rétiniennes au cours de la rétinopathie diabétique : implications physiopathologiques et thérapeutiques : rôle de la PKCζ et de la voie Rho/ROCK/Myosine II

ROCK controls blood-retinal barrier breakdown and capillary perfusion in diabetic retinopathy : therapeutic implication

• Auteur / Autrice : Pierre-Raphaël Rothschild
• Direction : Patricia Crisanti-Lassiaz
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Neurosciences
• Date : Soutenance le 30/11/2015
• Etablissement(s) : Sorbonne Paris Cité
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Médicament, toxicologie, chimie, imageries (Paris ; 2014-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation : Université Paris Descartes (1970-2019)
• Jury : Président / Présidente : Francine Béhar-Cohen
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Patricia Crisanti-Lassiaz, Francine Béhar-Cohen, Jean-François Korobelnik, Christophe Chiquet
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Jean-François Korobelnik, Christophe Chiquet

Mots clés

Mots clés contrôlés

Diabètes

Oedèmes maculaires

Rétinopathie diabétique

Mots clés libres

Rétinopathie diabétique

Diabetic retinopathy

Macular oedema

ROCK1

Fasudil

Blood retinal barrier

Diabetes

Goto Kakizaki

Actomyosin

Blebs

Résumé

La rétinopathie diabétique (RD) se compose d’une part d’une ischémie rétinienne périphérique et d’autre part d’une exsudation rétinienne responsable d’un œdème maculaire diabétique, première cause de cécité chez les moins 55 ans. Les traitements utilisés actuellement sont non spécifiques et traitent les complications tardives de la RD. Les phases précoces de la RD ne sont donc pas ciblées. L’hyperglycémie chronique entraine un stress oxydant et une activation des PKC qui participent à l’altération des BHR. L’objectif de ce travail a été 1°) d’étudier l’implication de la PKCζ et de la voie Rho/ROCK/Myosine II sur la physiopathogénie de la RD et 2°) de montrer l’effet bénéfique de leurs inhibiteur sur les BHR et sur la reperfusion des capillaires rétiniens. Nous avons confirmé l’hyperactivation de la PKCζ et de la voie Rho/ROCK/Myosine II chez les rats diabétiques et leur participation à la rupture de la BHR externe. Le traitement par leurs inhibiteurs respectifs normalise l’activation des deux enzymes et restaure l’intégrité anatomique et fonctionnelle de la BHR externe. De plus l'hyperactivation de ROCK altère la perfusion rétinienne par 1) constriction focale artériolaire, 2) protrusions membranaires endoluminales des cellules endothéliales (blebbing) et 3) vasoconstriction capillaire diffuse. Nous avons montré que l'ensemble de ces phénomènes étaient réversibles par traitement intravitréen de son inhibiteur le Fasudil. De manière importante le traitement par Fasudil induit également une diminution du VEGF rétinien responsable de la perméabilité des barrières et témoin indirect de l’ischémie rétinienne. Ces travaux éclairent la physiopathogénie de la RD et ouvre des perspectives thérapeutiques permettant de cibler les événements précoces de la RD.

Diabetic retinopathy (DR) mainly results from peripheral retinal ischemia and exudation leading to sight threatening complications such as retinal neovascularization or macular edema. This latter represents the main cause of visual loss among working age individuals. Current treatments address late complications of DR and are non-specific. Therefore, early events are currently not addressed. Chronic hyperglycemia increases oxidative stress and activates PKC leading to blood retinal barrier (BRB) breakdown. The aims of the present work were two fold. First, to assess the implication of PKCζ and the Rho/ROCK/Myosin II pathway on the pathogenesis of DR and second, to assess whether their specific inhibitors have the potential to restore the phenotype. Herein we have demonstrated the pathogenic role of PCKζ and ROCK hyperactivation on the development of diabetes induced external BRB breakdown. Furthermore their inhibitors restored the morphologic and functional aspect of the external BRB. We also found that ROCK hyperactivation was responsible for altered retinal perfusion through several mechanism namely 1) focal constriction of retinal arterioles; 2) endoluminal protrusions of the endothelial cell membrane (blebs) and 3) capillary diffuse vasoconstriction. We were able to demonstrate that all this aspects were reversible by Fasudil, a ROCK inhibitor, administrated into the vitreous. Of importance this treatment decreased also retinal VEGF that is a well-known factor responsible for barrier breakdown and a surrogate marker for retinal ischemia. To conclude the present findings not only shed light on the mechanisms of DR but also open new therapeutic avenues addressing the early events of DR a current unmet medical need.