Analyse du potentiel pro-angiogénique de vésicules extracellulaires libérées par des cellules souches mésenchymateuses, en vue de leur utilisation dans le traitement de l'artériopathie oblitérante des membres inférieurs

Analysis of the pro-angiogenic potential of extracellular vesicles secreted by mesenchymal stem cells, with aim of their use in the treatment of peripheral arterial disease

• Auteur / Autrice : Nada Serhal
• Direction : Philippe Nguyen
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance le 12/06/2024
• Etablissement(s) : Reims
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences Fondamentales et Santé (Reims ; 2018-)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Pharmacologie et Pathologies Fragilisantes (PPF) - EA 3801 (Reims, Marne)
• Jury : Président / Présidente : Pascale Gaussem
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Philippe Nguyen, Walid Rachidi, Gilles Pernod, Ambroise Duprey, Bertrand Brassart, Claire Tournois-Hirzel
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Walid Rachidi, Gilles Pernod

Mots clés

Mots clés contrôlés

Myocytes

Cellules endothéliales

ARN messagers

Néovascularisation

Vésicules extracellulaires

Artériopathies

Cellules stromales mésenchymateuses

Mots clés libres

Artériopathie oblitérante des membres inférieurs

Cellules souches mésenchymateuses

Vésicules extra-Cellulaires

Médicament de thérapie innovante

Vieillissement

Peripheral artery disease

Mesenchymal stem cells

Extracellular vesicles

Advanced therapy medicine

Aging

Résumé

Les cellules stromales mésenchymateuses (MSCs) présentent un potentiel pro-angiogénique prometteur dans le traitement des maladies artérielles ischémiques, en particulier l’artériopathie oblitérante des membres inférieurs. Les petites vésicules extracellulaires (sEVs) issues de ces cellules pourraient avoir un potentiel comparable. En effet, ces sEVs agissent comme des véhicules de livraison (cargo), transportant des matériaux biologiques vers des cellules cibles dans les sites d’ischémie. Cette étude se consacre à la caractérisation des MSCs indifférenciées et des MSCs de phénotype ''endothelial like'' cultivées en condition hypoxique (MSC-ELH) et des sEVs que ces cellules produisent. Les MSC-ELH se caractérisent par la surexpression des principaux ARNm endothéliaux ; elles sécrètent de grande quantité des sEVs et des facteurs pro-angiogéniques et mitogènes et de faible quantité IL-6, ce qui leur confère un avantage dans la mesure où cette cytokine est délétère dans un contexte d’ischémie tissulaire. Les sEVs libérées par les MSC-ELH sont dotées d’un haut potentiel pro-angiogénique car elles contiennent les ARNm codant pour le VEGF-A, FGF2, EGF et les protéines correspondantes. Les sEVs s’internalisent dans les cellules endothéliales (CE) et les cellules musculaires squelettiques. Les MSC-ELH sEVs stimulent la prolifération des CE et la formation de pseudotubes in vitro. Ce travail souligne l'impact bénéfique de l'hypoxie et de la différenciation endothéliale sur les sEVs issues des MSC-ELH. Les sEVs pourraient être utilisés comme vecteurs thérapeutiques dans le traitement des maladies artérielles ischémiques, en tant que thérapie innovante “sans cellule”.

Mesenchymal stromal cells (MSCs) show promising angiogenic potential for the treatment of ischemic arterial diseases, particularly in peripheral arterial disease. The small extracellular vesicles (sEVs) produced by these cells may have comparable potential. Indeed, sEVs act as cargo, transporting biological materials to transfer to host cells in the sites of ischemia. This study focuses on the characterization of undifferentiated MSCs and endothelial-like MSCs cultured under hypoxic conditions (MSC-ELH) and their sEVs. MSC-ELH are characterized by the overexpression of key endothelial mRNAs; they can produce large amount of sEVs, pro-angiogenic and mitogenic factors, and a small quantity of IL-6, a cytokine that is deleterious in the context of tissue ischemia. MSC-ELH-derived sEVs are endowed with high pro-angiogenic potential as they contain the mRNAs coding for VEGF-A, FGF2, EGF and corresponding proteins. sEVs can internalize in endothelial cells and skeletal muscle cells. MSCs-EVs can deliver their content to target cells and stimulate their proliferation and pseudo-tube formation, in an in vitro assay. This work highlights the beneficial impact of hypoxia and endothelial differentiation on MSC-ELH. Derived sEVs, may be used as therapeutic vectors for the treatment of ischemic arterial disease, as an innovative ''cell-free'' therapy.