Rôle de la voie sphingomyelinase neutre de type 2 - sphingosine kinase 1 - sphingosine-1-phosphate dans l'effet angiogénique des LDL oxydées

摘要

L'athérosclérose et ses complications cardiovasculaires représentent la principale cause de morbi-mortalité dans les pays développés et posent un problème majeur de santé publique. De nombreux facteurs de risque, ont été décrits, en particulier l'hypercholestérolémie liée aux LDL circulantes. L'oxydation de ces LDL constitue une étape déterminante dans le processus d'athérogénèse. Dans la paroi des artères de moyen et gros calibre, on observe un réseau microvasculaire (les vasa vasorum) localisé au niveau de l'adventice et qui a pour rôle d'apporter oxygène et nutriments aux couches les plus externes de la paroi artérielle. Alors que ces microcapillaires ne sont pas retrouvés au niveau de la media et de l'intima des artères normales, il se produit une neovascularisation en regard de l'hyperplasie intimale des artères athéroscléreuses. Les LDL oxydées, par leur effet proangiogénique, peuvent contribuer à cette neovascularisation qui participerait à l'expansion de la plaque mais augmenterait aussi le risque d'hémorragies intraplaques ainsi que le risque de rupture et d'accidents athérothrombogènes. Le mécanisme angiogénique des LDLox est peu connu, et l'implication de la sphingosine-1-phosphate (S1P), un second messager de la voie des sphingolipides, impliqué dans l'angiogenèse, n'a pas été rapporté dans l'angiogenèse induite par les LDLox. Le but de ce travail est d'évaluer l'implication et les mécanismes d'activation de la voie des sphingolipides, avec la génération consécutive de S1P, dans l'effet pro-angiogénique des LDL oxydées sur les cellules endothéliales microvasculaires. Dans une première partie nous avons montré un effet biphasique des LDL oxydées sur les HMEC-1 (Human Microvascular Endothelial Cells), avec un effet proangiogénique à faibles doses (20 à 50µg/ml) et une absence d'angiogenèse pour des doses plus élevées non encore toxiques (100 µg/ml). Au-delà de ces doses, nous observons un effet toxique, comme cela a déjà été précédemment décrit. L'inhibition par siRNA de l'expression de SK1 (sphingosine kinase-1 impliquée dans la génération de S1P) et l'utilisation d'un anticorps bloquant de la S1P (Sphingomab(tm)), permettent d'inhiber efficacement la tubulogenèse des cellules endothéliales induite par les LDLox in vitro. L'angiogenèse chez la souris C57/Bl6 (étudiée par Matrigel plugs contenant des LDL oxydées), est efficacement prévenue par l'administration de l'anticorps bloquant Sphingomab(tm), définissant le rôle majeur de ce lipide bioactif dans le signal angiogénique des LDLox in vitro et in vivo. Sur un plan mécanistique, l'activation de SK1 et l'angiogenèse induite par les LDLox sont bloquées par l'utilisation d'anticorps bloquants anti-CD36 et anti-LOX-1 montrant l'implication des récepteurs scavengers des LDLox dans cette signalisation. L'utilisation d'un inhibiteur de l'activité kinase du VEGFR2 bloque dans une même proportion l'angiogenèse induite par les LDLox et par de la S1P exogène, évoquant une transactivation du VEGFR par les récepteurs membranaires de la S1P, en l'absence de synthèse de VEGF par les HMEC-1 sous l'effet des LDLox. Dans une deuxième partie nous avons montré que la génération de S1P consécutive à l'activation de la SK1 sous l'effet des LDLox, est étroitement liée à l'activation en amont de la nSMase2 dans des cellules endothéliales in vitro, impliquant également le stress oxydant et p38MAPK. L'utilisation d'un inhibiteur chimique de la nSMase2 bloque efficacement l'angiogénèse induite par les LDLox in vitro, ainsi que l'activation de SK1. Le time-course de génération de ROS et de phosphorylation de p38 dans les HMEC-1 soumises à des doses angiogéniques de LDLox est plus précoce que l'activation des enzymes de la voie des sphingolipides. L'utilisation des antioxydants NAC et trolox ainsi qu'un inhibiteur de phospho-p38MPAK bloquent à la fois la tubulogenèse et l'activation de nSMase2 et de SK1 in vitro, évoquant leur implication dans cette signalisation en amont de la voie des sphingolipides. Dans une troisième partie nous avons étudié le lien entre l'activation de la voie des sphingolipides par les LDLox et la connexine-43, protéine constitutive des jonctions gap permettant la transduction d'une signalisation entre cellules adjacentes. Grâce à l'utilisation d'inhibiteurs pharmacologiques des connexines, nous avons obtenu une inhibition efficace de l'activation de la SK1 et de la tubulogenèse induite par les LDLox in vitro, permettant d'évoquer la participation des jonctions gap dans la transduction du signal angiogène des LDLox impliquant la génération de S1P. En prespective à ce travail, nous projetons d'approfondir les mécanismes impliquant la connexine-43 dans cette signalisation notamment par rapport à la nSMase2 et à p38MPAK et d'établir un lien avec le développement de la vascularisation des plaque in vivo à l'aide de marquage de SK1 ou connexine-43 sur des échantillons d'artériectomie carotidienne. Ces travaux mettent en évidence de nouvelles cibles (S1P, connexine-43) impliquées dans le mécanisme de la néoangiogenèse intraplaque, évoquant de nouvelles perspectives thérapeutiques pour limiter les complications athérothrombogènes grèvant de façon importante le pronostic des patients atteints d'athérosclérose.