Informations

Les vaisseaux sanguins se dilatent-ils pendant l'angiogenèse ?


Je sais qu'il existe deux manières habituelles de créer de nouveaux vaisseaux sanguins :

  1. Un nouveau vaisseau jaillit du mur d'un ancien,
  2. Un mur de cellules se développe au milieu d'un vaisseau, le divisant en deux.

Je sais aussi que les capillaires sont tous de la même taille (à peu près assez larges pour qu'un seul globule rouge puisse passer). Je sais aussi qu'entre les vaisseaux sanguins principaux et les capillaires, vous avez une ramification hiérarchique de tubes de tailles différentes.

Donc ma question est à voir avec, comme. Donc, si un nouveau vaisseau sanguin commence à germer, est-ce qu'il commence aussi large à la base qu'il le sera toujours ? (Par exemple, sait-il déjà combien de fois il devra se ramifier avant d'atteindre les capillaires, et choisit-il sa largeur en conséquence ?)


Imagerie en direct de l'angiogenèse au cours de la cicatrisation cutanée chez le poisson zèbre adulte

L'angiogenèse, la croissance de nouveaux vaisseaux sanguins à partir de vaisseaux préexistants, est essentielle pour la cicatrisation des plaies cutanées. Cependant, il reste insaisissable comment les cellules endothéliales (CE) et les péricytes (PC) établissent de nouveaux vaisseaux sanguins au cours de l'angiogenèse cutanée. Nous avons mis en place un système d'imagerie en direct pour analyser l'angiogenèse cutanée chez le poisson zèbre adulte. Tout d'abord, nous avons caractérisé les structures de base de la vascularisation cutanée. Dans les tissus cutanés normaux, les CE et les CP sont restés dormants pour maintenir les vaisseaux sanguins au repos, tandis que les lésions cutanées ont immédiatement induit l'angiogenèse via la voie de signalisation du facteur de croissance endothéliale vasculaire. Des réseaux de vaisseaux tortueux et désorganisés se sont formés quelques semaines après la blessure et se sont ensuite normalisés par régression des vaisseaux en quelques mois. Les analyses du processus de réparation des vaisseaux sanguins isolés blessés ont révélé que les vaisseaux sectionnés s'allongeaient lors de la blessure et s'anastomosaient les uns avec les autres. Par la suite, les navires réparés et les navires adjacents indemnes sont devenus tortueux en augmentant le nombre de CE. En parallèle, les PC se sont divisés et ont migré pour recouvrir les vaisseaux sanguins tortueux. Les CE ont germé des vaisseaux tortueux recouverts de PC, suggérant que la germination des CE ne nécessite pas le détachement du PC de la paroi du vaisseau. Ainsi, l'imagerie en direct de l'angiogenèse cutanée chez le poisson zèbre adulte nous permet de clarifier comment les CE et les PC développent de nouveaux vaisseaux sanguins au cours de l'angiogenèse cutanée.

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Fond

L'autophagie est un mécanisme de dégradation des composants intracellulaires. Les sous-unités produites après l'autophagie pourraient être réutilisées par les cellules. Dans ce processus, des protéines à vie longue, des organites endommagés et d'autres composants cytoplasmiques sont encapsulés dans des vésicules à double membrane pour former des autophagosomes. Ces autophagosomes seraient davantage intégrés aux lysosomes et leur contenu serait dégradé par les enzymes lysosomales [1]. En fonction de la taille du substrat et du taux de dégradation, l'autophagie est classée en quatre classes : la macroautophagie, la microautophagie, l'autophagie à médiation par chaperon et l'autophagie sélective. Différents types d'autophagie ont des caractéristiques communes pour dégrader les protéines lysosomales mais par des mécanismes différents [2]. La macroautophagie est un processus biologique conservé de la levure à l'homme qui élimine les protéines à longue durée de vie et les organites endommagés à travers lesquels les composants sont piégés dans des vésicules à double membrane appelées autophagosomes. Bien que l'origine de cette membrane soit douteuse, des organites intracellulaires tels que le réticulum endoplasmique (RE), les mitochondries et d'autres pourraient en être la source [1, 3]. La carence en nutriments, l'hypoxie et le stress oxydatif sont les principaux déclencheurs de la macroautophagie [2]. Bien que les déclencheurs de la micro-autophagie soient mal connus jusqu'à présent, il a été établi que les constituants solubles sont transloqués directement dans les lysosomes. Ces substances cytoplasmiques sont invaginées dans une membrane endosomale/lysosomale et forment des vésicules dans les lysosomes dégradés par les enzymes lysosomales [4]. L'autophagie médiée par les chaperons (AMC), quant à elle, est stimulée par la famine, le stress oxydatif et des facteurs qui pourraient endommager les protéines. Au cours de l'AMC, les protéines substrats sont ciblées vers la membrane lysosomale par des molécules chaperonnes telles que Hsp70 et par la suite transloquées vers la lumière lysosomale pour être encore dégradées [4]. Les protéines substrats CMA ont un motif acide aminé spécifique reconnu par Hsp70. Bien que ce processus ne soit pas bien compris, il facilite la translocation des protéines ciblées vers la lumière du lysosome [5]. Dans l'autophagie sélective, les cargaisons spécifiques sont marquées à l'ubiquitine et ciblées pour la dégradation dans les autophagosomes. Ainsi, dans ce type d'autophagie, les cargaisons telles que les protéines mal repliées et les organites endommagés sont sélectionnées pour la dégradation. Sur la base de la cargaison, l'autophagie sélective a été nommée, par exemple, la mitophagie pour la dégradation des mitochondries, la lipophagie pour la dégradation des lipides et la pexophagie pour la dégradation du peroxysome [2, 6].

L'autophagie chez les mammifères a été étudiée à partir de 1960. La recherche sur l'autophagie chez la levure a aidé à notre compréhension de son mécanisme moléculaire depuis que les protéines liées à l'autophagie ont été connues pour la première fois chez la levure. Ces protéines homologues ont été découvertes plus tard dans des modèles humains et d'autres mammifères [7, 8]. La voie de l'autophagie comprend plusieurs étapes, notamment l'induction, la nucléation des autophagosomes, l'élongation, la fusion avec les lysosomes et la dégradation du contenu des autophagosomes (Fig. 1) [9]. Les protéines Atgs sont nécessaires à la formation des autophagosomes et à la livraison de la cargaison autophagique aux lysosomes. Le complexe Unc-51-like kinase 1 (ULK1) est essentiel pour l'étape d'initiation. Il se compose de ULK1, Atg13 et FIP200. Beclin-1 et Atg14 sont les molécules les plus impliquées dans la nucléation de l'autophagosome. Deux complexes conjugués d'Atg12-Atg5-Atg16L1 et de la chaîne légère associée à la phosphatidyléthanolamine-microtubule 3 (PE-LC3) ont une importance critique dans l'expansion des phagophores. Bien que le mécanisme détaillé de la fusion de l'autophagosome et du lysosome soit mal caractérisé, les molécules telles que les SNARE, la syntaxine 17 (STX17) sur l'autophagosome et la protéine membranaire associée aux vésicules 8 (VAMP8), sur le lysosome sont connues pour intervenir [10]. L'autophagie, grâce à son mécanisme conservé, peut décomposer les macromolécules et fournir un pool de nutriments, elle a donc un rôle essentiel dans l'homéostasie cellulaire. Le défaut d'autophagie peut affecter les conditions intracellulaires et s'associer à différentes maladies telles que le vieillissement, les maladies neurodégénératives, les troubles lysosomal et le cancer [11]. Bien que l'autophagie ait un rôle controversé dans le cancer, certaines études l'ont considérée comme un mécanisme suppresseur de tumeur. Il a été rapporté que la délétion ou le défaut de plusieurs de ces gènes liés à l'autophagie (Atgs) était associé à la progression tumorale [12, 13]. De plus, l'autophagie est importante pour maintenir l'homéostasie des cellules endothéliales (CE) dans des conditions normales et pathologiques [14, 15]. Étant donné que l'angiogenèse joue un rôle critique dans la progression tumorale, cette revue a tendance à se concentrer sur le lien entre l'autophagie et l'angiogenèse dans le cancer. Comprendre la relation entre l'angiogenèse et l'autophagie dans le cancer présenterait des stratégies plus précises pour la thérapie combinatoire.

Les voies d'autophagie dans les cellules endothéliales. La voie de l'autophagie comprend plusieurs étapes, notamment l'induction, la nucléation des autophagosomes, l'élongation, la fusion avec les lysosomes et la dégradation du contenu des autophagosomes.


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La germination angiogénique est un événement en plusieurs étapes

La germination angiogénique peut être considérée comme un processus de morphogenèse ramifiée en plusieurs étapes (Caussinus et al., 2008 Hogan et Kolodziej, 2002 Lubarsky et Krasnow, 2003) car les germes poussent à partir des vaisseaux existants et restent en contact constant avec le vaisseau parent. Des germes angiogéniques ont été observés et décrits il y a plusieurs décennies, et dans plusieurs études, il a été observé que les cellules à l'extrémité d'un germe présentent une morphologie assez spécifique, caractérisée par de nombreuses extensions filopodiales qui rappellent la structure des cônes de croissance axonale ou de pointe des cellules dans le système trachéal des insectes. De telles « cellules de pointe » angiogéniques ont été signalées pour la première fois dans des embryons de caille (Kurz et al., 1996). Le rôle de ces cellules a ensuite été décrit et analysé en détail dans la rétine de souris (Gerhardt et al., 2003). On pense que les cellules de l'extrémité guident la pousse angiogénique en fournissant une « lecture » ​​de l'environnement de signalisation, en revanche, les « cellules de tige » qui traînent derrière la pointe sont plus prolifératives et agissent ainsi comme des blocs de construction pour la pousse naissante. Cependant, il convient de noter que la distinction entre les cellules de pointe et de tige n'est pas fixe puisque les deux types de cellules peuvent changer de position et de fonction (Jakobsson et al., 2010 examiné dans Siekmann et al., 2013). De plus, dans certains lits vasculaires, les cellules de la pointe et du pédoncule peuvent proliférer à des taux similaires (Nicoli et al., 2012).

Au cours de l'angiogenèse développementale, la formation de germes angiogéniques peut être divisée en trois phases principales : (1) la sélection des cellules de pointe, au cours de laquelle une cellule dans un vaisseau préexistant est sélectionnée pour devenir une cellule principale migratrice, ce qui empêche les cellules voisines d'adopter le même sort par inhibition latérale (2) extension ou élongation de la pousse, dans laquelle la cellule de pointe se déplace le long d'un chemin chimiotactique ou basé sur un obstacle physique, suivie de cellules de tige traînantes qui relient la cellule de pointe au vaisseau d'origine (3) formation de lumière et/ ou expansion - un processus qui relie l'espace luminal de la pousse avec le vaisseau parent. Une fois que les pousses se sont formées, elles se connectent aux vaisseaux existants par anastomose et peuvent également être remodelées via un processus appelé élagage. Ci-dessous, sur la base de découvertes récentes, nous détaillons la formation de germes dans l'ordre mentionné ci-dessus, bien qu'il faille souligner que la formation de lumière, par exemple, peut se produire à différentes étapes et peut être mise en œuvre avant l'allongement des germes.

Sélection et fonction de la cellule de pointe

Les vaisseaux intersegmentaires (ISV) du poisson zèbre commencent à germer peu de temps après l'établissement de l'aorte dorsale (DA), à un stade où la circulation sanguine persistante n'a pas encore été initiée. L'émergence de ces pousses est guidée par plusieurs facteurs (examinés dans Hasan et Siekmann, 2015), notamment des signaux attractifs (par exemple Vegf-A) et des signaux répulsifs (par exemple Semaphorin3a). La signalisation Vegf dans les CE de germination dans les vaisseaux segmentaires induit des oscillations intracellulaires du calcium et ces oscillations sont importantes dans la détermination des cellules de pointe (Yokota et al., 2015). Les ISV en croissance suivent la fissure intersomitique jusqu'à ce qu'ils atteignent le myoseptum, d'où les cellules de la pointe migrent vers le toit dorsal du tube neural (Ellertsdóttir et al., 2010). Une fois qu'elles ont atteint leur position la plus dorsale, les cellules de pointe adoptent une forme en « T » en envoyant des extensions cellulaires dans les directions antérieure et postérieure (Childs et al., 2002), leur permettant d'entrer en contact et de fusionner (s'anastomoser) avec les cellules de pointe des voisins segments (Fig. 1). Cette morphologie en forme de T est assez différente de celle présentée par la majorité des autres cellules apicales au cours de l'angiogenèse, qui sont allongées le long d'un axe (l'axe de migration), cette dernière morphologie est observée dans plusieurs modèles de germination alternatifs chez le poisson zèbre, par exemple, dans de nombreux vaisseaux cérébraux, tels que le vaisseau communicant (CMV), la veine cérébrale postérieure (PCeV) et l'artère palato-cérébrale (APL) (Fig. 1). La pertinence de cette différence morphologique dans le comportement des cellules angiogéniques n'est actuellement pas claire. Quoi qu'il en soit, la caractéristique de toutes les cellules de pointe est la présence de nombreux filopodes qui sondent probablement l'environnement à la recherche d'indices de guidage. Il est intéressant de noter que les filopodes semblent être superflus pour la migration dirigée des cellules de pointe dans les FIL (Phng et al., 2013), suggérant que, plutôt que d'être strictement nécessaires, ils pourraient jouer un rôle de soutien dans l'efficacité de la migration. Les cellules souches ont moins de filopodes ici, en plus d'interagir avec la matrice extracellulaire, elles pourraient jouer un rôle dans la formation de la lumière et les réarrangements cellulaires.

Rallonge de germe

Au cours de la formation de l'ISV, le germe est initialement formé par la cellule de pointe et une ou deux cellules recrutées à partir de la DA. La prolifération subséquente des cellules de l'extrémité et de la tige soutient l'allongement de la tige (Blum et al., 2008 Leslie et al., 2007 Siekmann et Lawson, 2007). Une étude récente a analysé les changements morphologiques qui se produisent dans la division des CE chez les embryons de poisson zèbre (Aydogan et al., 2015), suggérant que l'extension de la pousse et la formation de lumière (discutée en détail ci-dessous) sont liées. Cette étude a montré qu'au cours de la phase précoce de germination de l'ISV, le germe n'est pas lumenisé. Ainsi, la division d'un EC peut avoir lieu sans impliquer les EC voisins, ce qui contraste avec le processus dans les germes ou les vaisseaux sanguins qui contiennent une lumière. L'architecture des vaisseaux influence également la relation entre l'extension du germe et la formation de la lumière. Par exemple, les ISV et le vaisseau anastomotique longitudinal dorsal (DLAV) peuvent former deux types de tubes différents en fonction de leur configuration cellulaire : des tubes multicellulaires, dans lesquels la lumière est formée entre les cellules par un processus de creusement du cordon et des tubes unicellulaires, dans lesquels le la lumière se forme de manière transcellulaire (discutée ci-dessous). Dans ce dernier cas, une seule cellule entoure la lumière, et une telle architecture unicellulaire pourrait imposer des limitations en ce qui concerne le maintien de la lumière pendant la prolifération cellulaire. En effet, dans les tubes unicellulaires, la lumière s'effondre pendant la mitose et re-perfuse rapidement après la fin de la cytokinèse (Aydogan et al., 2015). En revanche, la lumière dans les tubes multicellulaires est préservée pendant la division EC, maintenant ainsi le flux sanguin.

Fait intéressant, le germe ne s'étend pas seulement par prolifération cellulaire. Des études récentes ont révélé que l'élongation cellulaire et les réarrangements cellulaires sont des éléments importants de l'élongation de la tige (Sauteur et al., 2014). L'allongement de la CE est entraîné par la transition des contacts jonctionnels d'une forme arrondie à une forme elliptique, ce changement nécessite la molécule d'adhésion VE-cadhérine, ainsi que la polymérisation de l'actine. Les changements dans les contacts jonctionnels conduisent finalement à des réarrangements cellulaires dans la tige, comment ces réarrangements cellulaires sont provoqués et si des mécanismes similaires sont à l'œuvre au cours des étapes ultérieures de l'angiogenèse reste à étudier. Le rôle des forces physiques pendant la croissance et l'extension de la pousse n'est pas non plus clair. Est-ce que la cellule de la pointe exerce une force de traction sur les cellules de la tige, ou est-ce plutôt que les cellules de la tige poussent la pointe vers l'avant à travers les réarrangements cellulaires et la division cellulaire ? Des études complémentaires sont nécessaires pour répondre à ces questions.

Formation et extension de la lumière

La formation de la lumière est une étape critique dans le développement de tous les organes tubulaires et se produit via une grande variété de mécanismes cellulaires (Baer et al., 2009 Charpentier et Conlon, 2014 Lubarsky et Krasnow, 2003 Wang et al., 2010 Sigurbjörnsdóttir et al., 2014). En ce qui concerne le système vasculaire, plusieurs mécanismes ont été suggérés. Ceux-ci comprennent le creusement du cordon, le creusement des cellules, la formation de lumière transcellulaire et l'enveloppement de la lumière (Charpentier et Conlon, 2014). Cependant, la façon dont la lumière se forme dans les germes angiogéniques reste un sujet très débattu et il y a un certain nombre de raisons à cela. Premièrement, bien qu'il soit facile de localiser les divisions cellulaires (par exemple en utilisant des marqueurs pour le fuseau mitotique ou des chromosomes en condensation), il est moins facile de marquer les étapes initiales de la formation d'un espace luminal et cela s'est avéré être une limitation technique pour le champ. Si un tel espace luminal était généré par le transport et la fusion des vésicules, on pourrait étiqueter les vésicules concernées et suivre leurs routes de trafic malheureusement, cependant, le processus de formation de la lumière n'est pas bien compris, et dans le système vasculaire, de tels marqueurs vivants ne sont pas actuellement disponibles. . Dans la plupart des études, la formation de lumière est ainsi observée par l'absence locale de signal, par ex. espaces «noirs» entourés d'une membrane et/ou d'un cytoplasme marqués par fluorescence des cellules endothéliales. Une fois qu'un compartiment luminal est connecté à la circulation, il peut être marqué et identifié sans ambiguïté par angiographie par injection de particules fluorescentes dans la circulation sanguine. Deuxièmement, différents vaisseaux sanguins peuvent en fait utiliser différents mécanismes pour la formation de la lumière, ce qui suggère qu'un mécanisme commun ne convient pas à tous. Enfin, et comme nous le discutons ci-dessous, les vaisseaux sanguins individuels peuvent également choisir des voies alternatives d'une manière dépendante du contexte.

Dans l'embryon de poisson zèbre, la formation de lumière au cours de la germination angiogénique a été analysée principalement dans les ISV en développement, en utilisant une imagerie time-lapse haute résolution. Ces ISV apparaissent très tôt au cours du développement de l'embryon lorsque le système circulatoire est à peine établi, lorsque le flux sanguin est instable et que la pression artérielle est basse (voir encadré 1). Les pousses qui se développent à des moments ultérieurs sont souvent déjà lumenisées au tout début de la phase de germination et la lumière s'étend en même temps que la pousse en croissance (voir Lenard et al., 2013). Un phénomène similaire est également observé dans le système vasculaire rétinien en développement chez la souris, où la lumière s'étend près de l'avant des cellules de la pointe (Gerhardt et al., 2003 Pelton et al., 2014).

Dans une étude antérieure, il a été avancé que les cellules des VSI sont organisées à la manière d'un cordon (Childs et al., 2002) et que la lumière s'assemble à partir de grandes vacuoles intracellulaires, qui finissent par fusionner intracellulairement pour creuser les cellules souches et générer un espace luminal interconnecté (Kamei et al., 2006 Fig. 2A). Cette dernière étude a également utilisé des CE cultivées comme système modèle et a conclu que les mécanismes de génération de lumière in vivo étaient très similaires à ceux observés in vitro. Cependant, en raison du manque de lignées ou d'anticorps transgéniques appropriés, l'architecture cellulaire précise des pousses ISV n'était pas connue à l'époque. Des études ultérieures ont montré que ces pousses présentent souvent des architectures cellulaires différentes, ce qui rend assez difficile les conclusions sur les cellules individuelles et la façon dont elles coordonnent la formation de la lumière (Blum et al., 2008).En utilisant des marqueurs cellulaires plus spécifiques, une étude récente a réexaminé cela et a conclu que des mécanismes hétérogènes contribuent à la formation de lumière dans les VSI in vivo (Yu et al., 2015). Cette étude fournit des preuves supplémentaires de la formation de vésicules (vacuole) et de la génération d'une lumière intracellulaire, mais a également observé la formation d'une lumière entre des EC appariées, qui est très probablement générée par un mécanisme de creusement du cordon, similaire à celui observé lors de l'anastomose de ISV (Herwig et al., 2011 Lenard et al., 2013 voir ci-dessous).

Modes de formation et d'expansion de la lumière au cours de l'angiogenèse. (A) Creusement du cordon et fusion vacuolaire. Au cours de ce processus, une nouvelle lumière se forme entre les cellules par la formation de lumières locales et leur coalescence via des réarrangements cellulaires (creux du cordon). Il a également été proposé que les vacuoles intracellulaires se développent pour former des compartiments intracellulaires plus grands, qui finissent par fusionner avec la membrane plasmique et fusionner avec les espaces luminaux extracellulaires naissants. (B) Une lumière peut également se former par invagination induite par la pression artérielle de la lumière dans la cellule de pointe. La pression artérielle pousse la membrane apicale qui sépare la tige et la cellule de pointe dans la cellule de pointe, comme un doigt pénétrant dans un ballon. L'expansion dirigée de la membrane au cours de ce processus est soutenue par un « blebbing inverse » (voir le texte).

Modes de formation et d'expansion de la lumière au cours de l'angiogenèse. (A) Creusement du cordon et fusion vacuolaire. Au cours de ce processus, une nouvelle lumière se forme entre les cellules par la formation de lumières locales et leur coalescence via des réarrangements cellulaires (creux de cordon). Il a également été proposé que les vacuoles intracellulaires se développent pour former des compartiments intracellulaires plus grands, qui finissent par fusionner avec la membrane plasmique et fusionner avec les espaces luminaux extracellulaires naissants. (B) Une lumière peut également se former par invagination induite par la pression artérielle de la lumière dans la cellule de pointe. La pression artérielle pousse la membrane apicale qui sépare la tige et la cellule de pointe dans la cellule de pointe, comme un doigt pénétrant dans un ballon. L'expansion dirigée de la membrane au cours de ce processus est soutenue par un « blebbing inverse » (voir le texte).

Une étude plus récente (Gebala et al., 2016) remet en question l'idée que les germes élargissent la lumière par la génération et la fusion de vacuoles intracellulaires (Kamei et al., 2006). Au lieu de cela, cette étude propose que les forces hémodynamiques façonnent dynamiquement la membrane apicale d'un seul ou de groupes de CE pour former et élargir de nouveaux tubes vasculaires lumineux (Gebala et al., 2016 voir Fig. 2B). Les auteurs décrivent des déformations sphériques de la membrane apicale lors de l'expansion de la lumière dans le germe. Ces « blebs inverses » font saillie dans la CE environnante, qui réagit par recrutement local d'actomyosine pour contrer les déformations locales, avant que l'expansion de la lumière ne se produise. Ce processus d'expansion de la lumière est similaire au mécanisme de formation de lumière intracellulaire décrit dans les cellules de la pointe pendant l'anastomose (Herwig et al., 2011 Lenard et al., 2013).

Alors que la plupart des vaisseaux sanguins semblent se luminiser via les mécanismes mentionnés ci-dessus, les CE sont également capables de former un tube par un processus appelé gainage de lumière. Ce processus est observé pendant le développement de la veine cardinale commune du poisson zèbre. Un mécanisme similaire a également été décrit lors de la formation de la DA chez les embryons de caille (Sato et al., 2010). La formation du compartiment luminal de la DA a également été étudiée dans une certaine mesure et semble se produire via le creusement du cordon (Axnick et Lammert, 2012 Jin et al., 2005 Strilić et al., 2009).

De toute évidence, plusieurs mécanismes pourraient contribuer à la formation de lumière dans les pousses naissantes et d'autres études sont nécessaires pour déchiffrer quels mécanismes, le cas échéant, sont observés plus fréquemment et comment ou quand un mécanisme particulier est sélectionné. Il sera également important d'examiner la formation de la lumière dans différents lits vasculaires en se concentrant sur les tout premiers stades de la germination, lorsque la cellule de pointe commence à quitter le vaisseau parental.

Anastomose : créer de nouvelles connexions

L'anastomose vasculaire est le processus qui génère des connexions entre les germes angiogéniques et les vaisseaux sanguins, et est donc fondamentale pour la formation du réseau vasculaire. L'anastomose peut se produire entre deux pousses et impliquer deux cellules apicales (anastomose «tête-à-tête»), ou entre les pousses et un vaisseau sanguin fonctionnel, impliquant une seule cellule apicale (anastomose «tête-à-côté») (Fig. 1 ). Des études récentes d'imagerie en direct du développement d'ISV, de vaisseaux sanguins cérébraux et du SIV de l'embryon de poisson zèbre ont révélé une série de comportements cellulaires qui se succèdent de manière stéréotypée, commençant par les contacts filopodiaux initiaux et se terminant par une nouvelle connexion multicellulaire soutenant le flux sanguin. (Herwig et al., 2011 Kochhan et al., 2013 Lenard et al., 2013, 2015). Ci-dessous, nous décrivons ces comportements cellulaires, qui sont résumés dans la figure 3.

Comportements cellulaires au cours de l'anastomose. Schéma illustrant les différentes étapes de la fusion des vaisseaux sanguins dans le cas des pousses lumenisées (anastomose de type I à gauche) et des pousses non lumenisées (anastomose de type II à droite). Les deux processus sont initiés par la formation de contacts filopodiaux entre les pousses, qui finissent par se stabiliser en un seul endroit. Un site d'initiation de la membrane apicale (AMIS) est formé au niveau de ce nouveau site de contact et la membrane apicale est insérée. Dans l'anastomose de type I, l'invagination de la membrane apicale par la pression artérielle et la fusion subséquente de la membrane apicale génère un tube unicellulaire contenant des cellules avec une lumière transcellulaire. La transition subséquente d'un tube unicellulaire à un tube multicellulaire dans l'anastomose de type I implique des réarrangements cellulaires et une division cellulaire. Dans l'anastomose de type II, les réarrangements cellulaires conduisent à la coalescence de la lumière et à la formation d'un tube multicellulaire. Figure adaptée de Lenard et al., 2013 voir le résumé vidéo dans leur article pour plus d'informations.

Comportements cellulaires au cours de l'anastomose. Schéma illustrant les différentes étapes de la fusion des vaisseaux sanguins dans le cas des pousses lumenisées (anastomose de type I à gauche) et des pousses non lumenisées (anastomose de type II à droite). Les deux processus sont initiés par la formation de contacts filopodiaux entre les pousses, qui finissent par se stabiliser en un seul endroit. Un site d'initiation de la membrane apicale (AMIS) est formé au niveau de ce nouveau site de contact et la membrane apicale est insérée. Dans l'anastomose de type I, l'invagination de la membrane apicale par la pression artérielle et la fusion subséquente de la membrane apicale génère un tube unicellulaire contenant des cellules avec une lumière transcellulaire. La transition subséquente d'un tube unicellulaire à un tube multicellulaire dans l'anastomose de type I implique des réarrangements cellulaires et une division cellulaire. Dans l'anastomose de type II, les réarrangements cellulaires conduisent à la coalescence de la lumière et à la formation d'un tube multicellulaire. Figure adaptée de Lenard et al., 2013 voir le résumé vidéo dans leur article pour plus d'informations.

Une première étape importante de l'anastomose est la formation d'un contact stable entre deux CE. Au cours de la formation initiale du contact, les filopodes des cellules de pointe voisines établissent et rompent les connexions plusieurs fois avant qu'une seule connexion ne soit stabilisée et renforcée par le dépôt de protéines de jonction adhérentes (AJ), telles que Cdh5/VE-cadhérine, sur le site de contact (Lenard et al., 2013 Phng et al., 2013). Sur ces sites d'adhésion, les cellules déposent une membrane apicale de novo, ce qui conduit finalement à la formation d'AJ en forme d'anneau avec une membrane apicale entre les deux, car ce processus se produit dans les deux cellules anastomosées, une petite poche luminale est générée à ce site. Des sites de « contact » de novo similaires ont également été signalés dans les cellules rénales canines de Madin-Darby (MDCK) lorsqu'elles se polarisent et forment une lumière, et ceux-ci ont été appelés sites d'initiation de la membrane apicale (AMIS) (Bryant et al., 2010 Martín- Belmonte et al., 2008). Conformément à ces études, nous nous référons à ces sites de contact polarisés dans le système vasculaire en développement comme AMIS.

Après ces étapes initiales de formation de contact et de polarisation EC, deux mécanismes cellulaires différents - que nous appelons ici anastomoses de type I et de type II (Fig. 3) - conduisent à la formation d'un espace luminal interconnecté et à la formation d'un espace multicellulaire perfusé. tuyaux. Dans différents lits vasculaires, ces deux mécanismes semblent se produire à des fréquences différentes, très probablement en fonction du degré de pression artérielle et de la présence ou de l'absence d'une lumière dans les cellules de pointe participantes.

L'anastomose de type I, qui est observée dans le cas des pousses lumenisées, se produit en présence d'une pression artérielle sur la membrane apicale proximale de la cellule de pointe et implique la croissance et l'invagination rapides de cette membrane apicale dans le corps cellulaire (Fig. 3) . Dans ce cas, la pression artérielle pousse l'espace luminal des cellules souches connectées à travers la cellule de pointe allongée, tout en étant confinée par une membrane apicale en croissance (Lenard et al., 2013 voir aussi Gebala et al., 2016). Finalement, la lumière en expansion atteint le site nouvellement anastomosé. La membrane apicale de la lumière en expansion fusionne alors avec la membrane apicale insérée de novo au niveau du site de contact, générant ainsi une lumière intracellulaire continue à l'intérieur de cette cellule. La pression artérielle étend ensuite la nouvelle membrane apicale de la CE voisine (une ancienne cellule de pointe) jusqu'à ce que ses deux membranes apicales individuelles se rencontrent et fusionnent, générant ainsi une deuxième cellule avec une lumière transcellulaire. À ce stade, la nouvelle connexion entre deux germes a été convertie en un tube breveté et le flux sanguin commence. La caractéristique de l'anastomose de type I est donc le creusement transcellulaire des deux cellules de pointe en interaction, conduisant à la formation de deux segments cellulaires dans la conformation d'un tube unicellulaire. Dans le PLA du poisson zèbre (et dans d'autres vaisseaux sanguins), ce tube unicellulaire nouvellement formé est finalement converti en un tube multicellulaire via des réarrangements cellulaires complexes impliquant la division cellulaire. Au cours de ces réarrangements cellulaires, la cellule avec une lumière transcellulaire se divise d'un côté du tube afin de permettre l'établissement de contacts cellulaires entre deux voisins d'une ancienne cellule de pointe - un processus qui a été visualisé en marquant des cellules individuelles dans le développement vasculaire avec des marqueurs jonctionnels (Lenard et al., 2013). Étant donné que dans ce scénario particulier, une seule cellule englobant une lumière se divise d'un côté, la division cellulaire ne conduit pas à deux corps cellulaires (un avec un noyau et un sans), mais transforme plutôt une cellule en forme de beignet en une cellule endothéliale plus plate (voir Lenard et al., 2013 pour une description plus détaillée de la division des cellules endothéliales, voir également Fig. 3 et Fig. 5F).

L'anastomose de type II, qui est observée dans le cas d'un germe non lumenisé, se produit en l'absence de pression artérielle (par exemple dans un vaisseau dans lequel la tige n'est pas lumenisée jusqu'à la cellule de pointe) et s'initie également avec le contact ou la formation d'AMIS et la génération subséquente d'une poche membranaire apicale (Herwig et al., 2011). Étant donné que la pression artérielle ne pousse pas contre les membranes apicales proximales des cellules de l'extrémité, ces membranes ne s'invaginent pas et ne se dilatent que lentement. Concomitamment à l'insertion de nouveau matériel apical, des réarrangements cellulaires similaires à ceux observés dans la deuxième phase de l'anastomose de type I se produisent et conduisent finalement à la formation de nouveaux contacts cellulaires entre les cellules de pointe et les cellules tiges anastomosées. L'établissement de nouveaux contacts entre les CE voisines non lumenisées ne nécessite pas de crachat cellulaire, mais conduit à la coalescence des poches luminales isolées en un seul espace luminal, qui peut ensuite être ouvert pour le flux sanguin (voir Herwig et al., 2011 ). Ainsi, l'anastomose de type II est caractérisée par la formation d'un tube multicellulaire omettant un stade intermédiaire unicellulaire. Fait intéressant, un processus assez similaire de formation de lumière a été rapporté dans Ciona intestinalis au cours de la formation de la notochorde (Denker et Di Jiang, 2012 Dong et al., 2009), suggérant que la connexion de poches luminales disposées en série via des réarrangements cellulaires peut être un mécanisme courant de formation de tubes. Bien qu'il n'ait pas été montré en détail, il est possible que ce processus soit également impliqué dans la formation d'une lumière perméable dans l'aorte dorsale.

Les deux modes d'anastomose mentionnés ci-dessus décrivent le comportement de cellules individuelles lors de l'anastomose de deux pousses dirigées par des cellules apicales. Cependant, au cours du développement embryonnaire, il existe également de nombreux cas dans lesquels une pousse se connecte et fusionne avec un vaisseau breveté, comme on le voit lors de la fusion du CMV avec le PLA dans la tête du poisson zèbre (Lenard et al., 2013), ou la fusion de l'artère ciliaire nasale (ANC) avec la division crânienne de l'artère carotide interne (CrDI) dans l'œil du poisson zèbre (Kochhan et al., 2013). Même si ces événements sont conceptuellement différents d'un événement d'anastomose impliquant deux cellules de pointe, les processus sous-jacents partagent de nombreuses similitudes. Par exemple, dans tous les cas, le processus commence par la formation d'un site adhésif entre les filopodes de la pousse qui approche et le vaisseau cible lui-même. Ceci est suivi par la formation d'un AMIS et l'insertion rapide de la membrane apicale, entraînant l'invagination de la membrane du vaisseau lumenisé dans l'ancienne cellule de pointe, la fusion des membranes apicales individuelles et les réarrangements cellulaires ultérieurs pour générer un tube multicellulaire. L'un des partenaires de contact (le vaisseau perfusé) étant lumenisé et sous pression, le processus est analogue à l'anastomose de type I (Lenard et al., 2013).

Taille : enlever les vaisseaux

Une fois les réseaux vasculaires fonctionnels établis, ils se remodèlent souvent afin d'optimiser le flux ou de s'adapter à l'évolution des demandes de flux sanguin. Les aspects cellulaires de ce processus ont été résumés récemment (Korn et Augustin, 2015 Ricard et Simons, 2015). En bref, bien que l'apoptose ait été impliquée dans la régression des gros vaisseaux sanguins, il s'avère que les petits vaisseaux sont élagués par la réabsorption des CE dans le système vasculaire restant. Fait intéressant, cet événement d'élagage est régulé par le flux sanguin. Dans une étude pionnière impliquant une imagerie time-lapse à long terme du mésencéphale du poisson zèbre en développement (de 1,5 à 7,5 jours de développement embryonnaire), il a été montré que le système vasculaire en développement subit un élagage étendu des vaisseaux, régulé par les changements de flux sanguin (Chen et al. , 2012). L'élagage des vaisseaux se produit préférentiellement au niveau des segments formant des boucles dans un processus impliquant la migration latérale des CE de l'élagage vers le vaisseau stable. Sur la base d'une multitude d'interventions expérimentales et soutenues par des simulations basées sur l'hémodynamique, il a en outre été démontré que les changements dans le flux sanguin entraînent l'élagage de ces vaisseaux via la migration latérale des CE. Des résultats similaires ont été obtenus dans l'œil du poisson zèbre, où un segment du CrDI régresse lors de la fusion avec le NCA (Kochhan et al., 2013). Il a également été démontré que ce n'est pas l'absence de perfusion en soi qui conduit à l'élagage, mais plutôt la différence de débit sanguin entre les différentes branches de l'anse. Le rôle du flux sanguin dans l'élagage des vaisseaux a également été examiné plus récemment à l'aide d'une élégante combinaison de systèmes expérimentaux, à savoir des explants de rétine de souris et le développement d'ISV de poisson zèbre (Franco et al., 2015). À l'aide d'un marqueur de Golgi comme lecture de la polarité axiale des CE, il a été montré que des différences locales dans le flux sanguin poussent les CE à s'orienter et à migrer dans le sens contraire du flux. L'élagage résulte de la migration dynamique et polarisée des CE dans les segments à faible débit, accompagnée de la stabilisation des segments à fort débit. L'idée qui se dégage de ces études est qu'un flux sanguin important agit comme un « attracteur » pour les cellules, alors que les vaisseaux mal perfusés sont moins « attractifs » et favorisent ainsi la régression des segments de vaisseaux moins fonctionnels.

Récemment, le poisson zèbre SIV a également été utilisé pour étudier en détail les mécanismes cellulaires de la régression des vaisseaux sanguins. Semblable à ce qui a été observé dans l'anastomose, l'élagage se fait selon deux modes différents – type I et type II (Fig. 4) – en fonction de l'état de perfusion vasculaire au cours du processus (Lenard et al., 2015).

Comportement des cellules lors de la taille. L'élagage des vaisseaux sanguins peut se produire selon deux modes différents, selon la présence ou l'absence d'une lumière au cours de ce processus. La taille de type I, qui se produit pour les vaisseaux qui maintiennent une lumière jusqu'aux derniers stades de la taille, implique une autofusion cellulaire dans laquelle la cellule endothéliale restante dans un vaisseau de taille s'enroule autour de la lumière, fusionne avec elle-même et forme un tube unicellulaire. L'élagage de type II implique l'effondrement précoce de la lumière dans le tube multicellulaire, suivi de réarrangements cellulaires qui conduisent à un pont unicellulaire non-luminisé. Enfin, le contact cellule-cellule restant est réduit, aboutissant au détachement du vaisseau. Superficiellement, la taille ressemble à l'anastomose à l'envers.

Comportement des cellules lors de la taille. L'élagage des vaisseaux sanguins peut se produire selon deux modes différents, selon la présence ou l'absence d'une lumière au cours de ce processus. La taille de type I, qui se produit pour les vaisseaux qui maintiennent une lumière jusqu'aux derniers stades de la taille, implique une autofusion cellulaire dans laquelle la cellule endothéliale restante dans un vaisseau de taille s'enroule autour de la lumière, fusionne avec elle-même et forme un tube unicellulaire. L'élagage de type II implique l'effondrement précoce de la lumière dans le tube multicellulaire, suivi de réarrangements cellulaires qui conduisent à un pont unicellulaire non-luminisé. Enfin, le contact cellule-cellule restant est réduit, aboutissant au détachement du vaisseau. Superficiellement, la taille ressemble à l'anastomose à l'envers.

L'élagage de type I se produit dans des vaisseaux qui restent perfusés jusqu'à la fin du processus d'élagage. De tels vaisseaux subissent une transition d'un tube multicellulaire à un tube unicellulaire par des réarrangements cellulaires les cellules du vaisseau à élaguer migrent vers les vaisseaux voisins qui seront maintenus. Ces réarrangements cellulaires ressemblent conceptuellement à une anastomose en « mode inverse » (Kochhan et al., 2013). Pendant la formation du tube unicellulaire, la dernière cellule de pontage commence à s'enrouler autour de la lumière, finissant par entrer en contact et fusionner avec son propre côté controlatéral lorsque les deux cellules voisines se déconnectent l'une de l'autre. Cette auto-fusion de cellules endothéliales (voir également ci-dessous) génère une cellule en forme de beignet puisque la cellule fusionne avec elle-même, elle ne contient qu'un seul noyau (voir la figure 5G pour une illustration schématique du processus). Par la suite, la lumière s'effondre, souvent après plusieurs cycles de séparation et de reconnexion de la lumière. Comme dernière étape de la taille, les deux cellules restantes de la branche de taille, qui adhèrent encore l'une à l'autre, se déconnectent et se rétractent complètement dans le vaisseau parental. Ainsi, alors que les CE se réorganisent en « migrant » les uns vers les autres pendant l'anastomose des vaisseaux, les CE « migrent » loin les uns des autres pendant la taille. De plus, bien que la division cellulaire permette à de nouveaux voisins d'établir des contacts cellulaires pendant l'anastomose, l'auto-fusion EC permet aux cellules voisines de mettre fin aux contacts pendant l'élagage.

Résumé des comportements cellulaires morphogénétiques impliqués dans l'angiogenèse. (A) La migration cellulaire se produit lors de la formation d'une nouvelle pousse. (B) La formation d'un nouveau contact cellule-cellule se produit pendant l'anastomose et implique le dépôt d'un nouveau matériau de jonction (c'est-à-dire la formation d'AMIS) et l'ajout ultérieur de membrane apicale. (C) L'invagination de la membrane apicale dépendante de la pression artérielle et la fusion ultérieure de la membrane apicale génèrent une lumière continue. (D) Les réarrangements cellulaires au sein d'un vaisseau existant permettent un changement dans l'architecture du vaisseau, des tubes unicellulaires aux tubes multicellulaires. Des réarrangements cellulaires similaires se produisent également pendant l'allongement de la germination. (E) Au cours de la division cellulaire dans les tubes unicellulaires, la lumière s'effondre temporairement pour préserver l'intégrité vasculaire. (F) La division cellulaire se produit lors de la transformation d'un tube unicellulaire (formé par une cellule endothéliale avec une lumière transcellulaire) en un tube multicellulaire lors d'une anastomose de type I. (G) L'auto-fusion cellulaire accompagne les réarrangements cellulaires qui se produisent lors de la taille.La dernière cellule du vaisseau de taille s'enroule autour de la lumière et fusionne avec sa partie controlatérale pour générer un tube unicellulaire.

Résumé des comportements cellulaires morphogénétiques impliqués dans l'angiogenèse. (A) La migration cellulaire se produit lors de la formation d'une nouvelle pousse. (B) La formation d'un nouveau contact cellule-cellule se produit pendant l'anastomose et implique le dépôt d'un nouveau matériau de jonction (c'est-à-dire la formation d'AMIS) et l'ajout ultérieur de membrane apicale. (C) L'invagination de la membrane apicale dépendante de la pression artérielle et la fusion ultérieure de la membrane apicale génèrent une lumière continue. (D) Les réarrangements cellulaires au sein d'un vaisseau existant permettent un changement dans l'architecture du vaisseau, des tubes unicellulaires aux tubes multicellulaires. Des réarrangements cellulaires similaires se produisent également pendant l'allongement de la germination. (E) Au cours de la division cellulaire dans les tubes unicellulaires, la lumière s'effondre temporairement pour préserver l'intégrité vasculaire. (F) La division cellulaire se produit lors de la transformation d'un tube unicellulaire (formé par une cellule endothéliale avec une lumière transcellulaire) en un tube multicellulaire lors d'une anastomose de type I. (G) L'auto-fusion cellulaire accompagne les réarrangements cellulaires qui se produisent lors de la taille. La dernière cellule du vaisseau de taille s'enroule autour de la lumière et fusionne avec sa partie controlatérale pour générer un tube unicellulaire.

L'élagage de type II est initié lorsque la lumière s'effondre à une étape précoce du processus d'élagage, générant ainsi un tube multicellulaire sans lumière continue. Dans une telle configuration, les CE de la branche en cours d'élagage s'éloignent les unes des autres et s'intègrent dans les vaisseaux voisins, ne laissant qu'un pont unicellulaire entre les vaisseaux de liaison. Un étirement supplémentaire de cette connexion donne lieu à une connexion cytoplasmique très fine et, finalement, à la perte de contact, entraînant une rétraction complète de la cellule dans le vaisseau receveur. Le processus d'autofusion EC, qui se produit dans la taille de type I dans une cellule avec une lumière transcellulaire, ne se produit pas dans la taille de type II car la lumière s'effondre déjà à un stade précoce.


La clé de la régénération des vaisseaux sanguins découverte

Une nouvelle étude menée par des chercheurs du Sanford Burnham Prebys Medical Discovery Institute (SBP) identifie une voie de signalisation essentielle à l'angiogenèse, la croissance de nouveaux vaisseaux sanguins à partir de vaisseaux préexistants. Les conclusions, publiées dans Communication Nature, peut améliorer les stratégies actuelles pour améliorer le flux sanguin dans le tissu ischémique, comme celui trouvé dans l'athérosclérose et les maladies vasculaires périphériques associées au diabète.

"Nos recherches montrent que la formation de vaisseaux sanguins pleinement fonctionnels nécessite l'activation de la protéine kinase Akt par une protéine appelée R-Ras, et ce mécanisme est nécessaire à la formation de la structure creuse, ou lumière, d'un vaisseau sanguin." dit Masanobu Komatsu, Ph.D., professeur agrégé au campus du lac Nona de SBP. "Les résultats sont importants car ils jettent un nouvel éclairage sur le processus biologique nécessaire pour augmenter le flux sanguin dans les tissus ischémiques."

Les efforts précédents pour traiter l'ischémie en créant de nouveaux vaisseaux sanguins se sont concentrés sur l'administration de facteurs de croissance angiogéniques tels que le facteur de croissance endothélial vasculaire (VEGF) aux sites ischémiques. Mais toutes ces études, y compris plus de 25 essais cliniques de phase II et III, n'ont pas apporté de bénéfices significatifs aux patients.

L'équipe de recherche de Komatsu a utilisé une combinaison de culture cellulaire 3D et de tissu vivant pour montrer que le VEGF favorise la vascularisation, mais que les structures vasculaires formées sont chaotiques, instables et non fonctionnelles. "Les vaisseaux fonctionnels doivent avoir une lumière, une ouverture en forme de tuyau qui permet au sang oxygéné et aux nutriments de circuler dans le corps", explique Komatsu, "et le VEGF à lui seul ne peut pas pleinement soutenir la formation d'une telle structure de vaisseau."

"La génération de nouveaux vaisseaux sanguins est similaire à la façon dont les arbres poussent, les pousses se développent à partir des vaisseaux existants, puis se ramifient de plus en plus pour restaurer la vascularisation, explique Fangfei Li, Ph.D., associé postdoctoral au laboratoire de Komatsu et auteur principal de l'article. " Cette étude montre qu'il existe des étapes et des signaux distincts qui contrôlent le processus.

"Tout d'abord, le VEGF active Akt pour induire la germination des cellules endothéliales. Ensuite, R-Ras active Akt pour induire la formation de lumière", explique Li. "La deuxième étape impliquant l'activation d'Akt par R-Ras stabilise le cytosquelette des microtubules dans les cellules endothéliales, créant une architecture stable qui favorise la formation de lumière", explique Li.

"Nous proposons que l'activation du VEGF et du R-Ras de la signalisation Akt soit complémentaire l'une de l'autre, les deux sont nécessaires pour générer des vaisseaux sanguins entièrement fonctionnels pour réparer le tissu ischémique", explique Komatsu. "Notre prochaine étape consiste à travailler à la promotion de la signalisation combinée d'Akt dans les études cliniques incitant l'activation de R-Ras par le biais d'une thérapie génique ou pharmacologiquement en parallèle avec la thérapie VEGF", a déclaré Komatsu.


Remarques finales

Comme mentionné ci-dessus, une angiogenèse placentaire adéquate est critique pour l'établissement de la circulation placentaire et donc pour une croissance et un développement fœtaux normaux. On ne sait pas à l'heure actuelle si la vascularisation placentaire réduite est secondaire à une insuffisance placentaire ou, inversement, si une vascularisation placentaire inadéquate est une cause de dysfonctionnement placentaire. Cependant, il ne fait aucun doute qu'un développement vasculaire placentaire inadéquat, secondaire à une expression réduite du VEGF ou du VEGFR, est un défaut embryonnaire mortel [67-70]. Il semble donc raisonnable de suggérer qu'une expression placentaire inappropriée de facteurs angiogéniques peut contribuer à des anomalies vasculaires placentaires et à un dysfonctionnement placentaire et ainsi être une cause importante d'infertilité et de retard de croissance fœtale. Avec la récente vague de travaux cliniques sur les régulateurs de l'angiogenèse [ 112], ces observations nous amènent à croire que la régulation de l'angiogenèse placentaire pourrait devenir une méthode nouvelle et puissante pour assurer des résultats positifs pour la plupart des grossesses.


L'activité iNOS module l'inflammation, l'angiogenèse et la fibrose tissulaire dans les implants synthétiques en polyéther-polyuréthane

Il existe un intérêt considérable pour les techniques d'implantation et les échafaudages pour l'ingénierie tissulaire et, pour des raisons de sécurité et de biocompatibilité, l'inflammation, l'angiogenèse et la fibrose doivent être déterminées. La contribution de l'oxyde nitrique synthase inductible (iNOS) dans la régulation de la réaction aux corps étrangers induite par l'implantation sous-cutanée d'une matrice synthétique n'a jamais été étudiée. Ici, nous avons examiné le rôle de l'iNOS dans l'angiogenèse, l'inflammation et le dépôt de collagène induits par des implants synthétiques en polyéther-polyuréthane, en utilisant des souris avec une perturbation ciblée du gène iNOS (iNOS -/-) et des souris de type sauvage (WT). La teneur en hémoglobine et le nombre de vaisseaux ont diminué dans les implants des souris iNOS −/− par rapport aux souris WT 14 jours après l'implantation. Les niveaux de VEGF ont également été réduits dans les implants de souris iNOS −/−. En revanche, les implants iNOS −/− présentaient une infiltration accrue de neutrophiles et de macrophages. Cependant, aucune altération n'a été observée dans les niveaux de CXCL1 et CCL2, chimiokines liées à la migration des neutrophiles et des macrophages, respectivement. De plus, les implants de souris iNOS −/− ont montré une augmentation du dépôt de collagène. Ces données suggèrent que l'activité iNOS contrôle l'inflammation, l'angiogenèse et la fibrogenèse dans les implants synthétiques en polyéther-polyuréthane et que le manque d'expression de l'iNOS augmente la réaction des corps étrangers aux implants chez la souris.

1. Introduction

L'implantation d'une matrice synthétique polyéther-polyuréthane a été utilisée comme cadre pour induire une croissance de tissu fibrovasculaire qui présente des similitudes avec le tissu formé dans les processus physiologiques et pathologiques où l'angiogenèse, l'inflammation et la fibrogenèse sont des processus concomitants importants. Ce modèle fournit un environnement chroniquement enflammé qui imite ceux qui se produisent après des lésions tissulaires mécaniques telles que l'insertion d'une angioplastie par ballonnet, ainsi que pendant la cicatrisation, les maladies inflammatoires et la réaction à un corps étranger [1]. En effet, à l'heure actuelle, il existe un intérêt considérable pour les techniques d'implantation et les échafaudages pour l'ingénierie tissulaire et, pour des raisons de sécurité et de biocompatibilité, l'inflammation, l'angiogenèse et la fibrose doivent être déterminées, car le succès de la procédure est conditionné par une réponse adéquate à l'angiogenèse inflammatoire. au dispositif ainsi que par son degré d'encapsulation [1, 2].

L'oxyde nitrique (NO) est l'un des principaux médiateurs inflammatoires impliqués à la fois dans l'inflammation et l'angiogenèse. Le NO peut être synthétisé par trois isoformes différentes de NO synthase : les synthases neuronale (nNOS), endothéliale (eNOS) et inductible (iNOS) [3]. La production de NO due à l'expression induite par les cytokines de l'oxyde nitrique synthase inductible (iNOS) est largement impliquée dans la physiopathologie de l'inflammation [4-6]. Des études menées chez des souris déficientes en iNOS et/ou sous inhibition d'iNOS ont démontré que le NO inductible régit un large spectre de processus, tels que le recrutement et l'adhésion des leucocytes [7, 8], les maladies inflammatoires [9, 10], la cicatrisation des plaies [ 11, 12], l'ischémie [13-15] et l'angiogenèse tumorale [16]. De plus, les composés libérant du NO se sont avérés efficaces pour atténuer la réaction des corps étrangers à l'implant sous-cutané [17, 18]. Bien que ces études aient été décisives pour démontrer l'activité potentielle du NO pour minimiser la réaction indésirable aux corps étrangers, nous n'avons trouvé aucune étude examinant le rôle de l'iNOS endogène dans la régulation de la réaction aux corps étrangers induite par l'implantation sous-cutanée de matrice synthétique chez la souris.

Nous avons émis l'hypothèse que iNOS pourrait moduler l'angiogenèse inflammatoire dans les implants synthétiques. Par conséquent, notre objectif était d'étudier les effets de la suppression d'iNOS sur différentes caractéristiques de la réponse aux corps étrangers induite par les implants en polyéther-polyuréthane en termes d'inflammation, de néovascularisation et de fibrogenèse dans la matrice synthétique. Nous rapportons que la suppression d'iNOS a pu moduler les caractéristiques critiques de l'inflammation, de la néovascularisation et du dépôt de collagène sur le tissu fibrovasculaire induit par les implants en éponge chez la souris, car l'absence de cette enzyme entraîne une réduction de l'angiogenèse et une inflammation et une fibrose exacerbées dans les implants synthétiques. .

2. Matériel et méthodes

2.1. Animaux

Tous les soins aux animaux et les procédures expérimentales étaient conformes aux directives établies par notre comité institutionnel local de protection des animaux. Des efforts ont été faits pour éviter toute détresse inutile aux animaux. Des souris mâles C57BL/6 âgées de 7 à 8 semaines (20 à 25 g de poids corporel) présentant une délétion génétique des souris iNOS (iNOS −/− ) et de type sauvage (WT) ont été fournies par le Dr Leda Quércia Vieira (Département de biochimie et Immunologie à l'Institut des sciences biologiques, Université fédérale de Minas Gerais, Brésil). Les animaux ont été logés individuellement et ont reçu des granulés de nourriture et de l'eau ad libitum. Le cycle lumière/obscurité était de 12h12 avec les lumières allumées à 7h00 et les lumières éteintes à 19h00.

2.2. Implantation de disques éponge

Une éponge de polyéther-polyuréthane (Vitafoam Ltd., Manchester, Royaume-Uni) a été utilisée comme matériau implanté, comme décrit précédemment [2, 19, 20]. Les implants étaient en forme de disques de 5 mm d'épaisseur × 8 mm de diamètre. Ils ont été trempés pendant une nuit dans de l'éthanol à 70 % v/v et stérilisés par ébullition dans de l'eau distillée pendant 15 minutes avant implantation. Les animaux ont été anesthésiés avec un mélange de kétamine 100 mg/kg et de xylazine 10 mg/kg et les poils du dos ont été rasés et la peau exposée essuyée avec de l'éthanol à 70 %. Les disques en éponge ont été implantés de manière aseptique dans une poche sous-cutanée, qui avait été réalisée avec une pince à artère incurvée à travers une incision médiane dorsale de 1 cm de long. Après l'opération, les animaux ont été surveillés pour tout signe d'infection sur le site chirurgical, d'inconfort ou de détresse. Tous les animaux présentant de tels signes ont été rapidement euthanasiés avec un excès d'anesthésique. Les implants ont été évalués 14 jours après l'implantation pour évaluer la vascularisation (teneur en hémoglobine, taux de cytokines et analyse histologique), les marqueurs inflammatoires (activités MPO et NAG et taux de cytokines) et le dépôt de collagène (coloration au rouge de Picrosirius).

2.3. Extraction et mesure de l'hémoglobine

L'étendue de la vascularisation des implants en éponge a été évaluée par la quantité d'hémoglobine (Hb) détectée dans le tissu en utilisant la méthode de Drabkin [19, 20]. 14 jours après l'implantation, les animaux ont été euthanasiés avec un excès d'anesthésique et les implants en éponge ont été soigneusement retirés, disséqués, débarrassés de tout tissu adhérent et pesés. Chaque implant a été homogénéisé (Tekmar TR-10, OH) dans 2 mL de réactif de Drabkin (Labtest, São Paulo, Brésil) et centrifugé à 12000 xg pendant 20 min. Les surnageants ont été filtrés sur 0,22-??m Filtre millipore. La concentration d'hémoglobine dans les échantillons a été déterminée par spectrophotométrie en mesurant l'absorbance à 540 nm en utilisant un lecteur de plaques ELISA et en la comparant à une courbe d'hémoglobine standard. La teneur en hémoglobine de l'implant a été exprimée en ??g d'Hb par mg de tissu humide.

2.4. ELISA pour les cytokines/chimiokines

Les surnageants de centrifugation d'homogénats d'éponge (voir méthode de mesure de l'hémoglobine) ont été utilisés pour examiner les niveaux de VEGF, CXCL1/KC, CCL2/MCP-1, TNF-??, IL-10 et IFN-?? produit dans des implants en éponge par ELISA. Les dosages ont été effectués à l'aide de kits de R&D Systems et selon les instructions du fabricant. Les normes étaient de 0,5 log10 des dilutions de cytokines murines recombinantes de 7,5 pg mL -1 à 1000 pg mL -1 . Le seuil de sensibilité pour chaque cytokine/chimiokine était de 7,5 pg/mL. Les résultats ont été exprimés en pg de cytokine par mg de tissu humide.

2.5. Quantification de l'accumulation tissulaire de neutrophiles ou de macrophages

Les pastilles issues de la centrifugation d'homogénats d'éponge (voir méthode de mesure de l'hémoglobine) ont été divisées en deux portions et mises en suspension avec différents tampons spécifiques pour la mesure de la myéloperoxydase (MPO) ou de la N-acétyl-??Les activités -D-glucosaminidase (NAG) utilisées comme indices d'accumulation de neutrophiles et de macrophages, respectivement, comme décrit précédemment [20].

2.6. Analyse histologique

Les implants d'éponge d'un groupe séparé de souris ont été soigneusement excisés, disséqués sans tissu adhérent et fixés dans du formol (10 % p/v dans une solution saline isotonique). Rubriques (5 ??m) ont été colorées avec de l'hématoxyline et de l'éosine (H&E) ou du rouge Picrosirius et traitées pour des études en microscopie optique. Pour effectuer une analyse morphométrique des vaisseaux sanguins, des images en coupe transversale obtenues à partir de 15 champs séquentiels (8533 ??m 2 ) de chaque implant ont été capturés avec un objectif apochromatique plan (40x) en microscopie optique (grossissement final = 400x). Un vaisseau dénombrable était défini comme une structure avec une lumière contenant ou non des globules rouges [1]. Pour l'analyse du collagène, des images ont été obtenues à partir de 10 champs (surface = 343 592 ??m 2 ) à 20x (grossissement final = 200x) sous lumière polarisée (Olympus). Les images ont été numérisées à l'aide d'un Olympus BX43 avec une microcaméra Olympus Q-color 5 et des analyses morphométriques ont été effectuées sur des images numériques à l'aide du logiciel ImageProPlus 7.0. Un seul observateur ignorant la maladie et le traitement a effectué l'analyse. De plus, pour standardiser l'analyse des images, les champs ont été photographiés le même jour pour éviter toute variabilité associée à la source lumineuse.

2.7. Analyses statistiques

Les résultats ont été exprimés en moyenne ± SEM. Des comparaisons statistiques entre deux groupes de souris ont été effectuées à l'aide de la méthode de Student.

-tester les données non appariées. Les différences entre les moyennes étaient considérées comme significatives lorsque

. L'analyse statistique a été réalisée à l'aide de GraphPad Prism 6.0.

3. Résultats

3.1. L'angiogenèse est altérée dans les implants synthétiques de souris déficientes en iNOS

La matrice d'éponge a été bien tolérée par les animaux des groupes de type sauvage et knock-out. Aucun signe d'infection ou de rejet n'a été observé à l'emplacement de l'implant pendant la période de 14 jours de l'expérience. L'angiogenèse a été évaluée en évaluant la teneur en hémoglobine des implants et le comptage des vaisseaux sanguins dans des coupes de tissus colorées au H&E, en plus des taux de VEGF par ELISA. Nous avons observé une teneur réduite en hémoglobine (figure 1 (a)) et un nombre de vaisseaux sanguins (figures 1 (b) et 1 (d)) dans le tissu fibrovasculaire au jour 14 après l'implantation d'une éponge chez des souris iNOS −/− par rapport aux homologues WT. . Chez les souris WT, la teneur en hémoglobine (??g/mg de tissu humide) était

et, chez les souris iNOS −/−, il est tombé à

( ). Corroborant ces données, la mesure de la cytokine proangiogénique VEGF a également diminué dans les éponges de souris iNOS -/-, comme le montre la figure 1(c). Dans l'ensemble, ces données suggèrent que l'angiogenèse induite par les éponges est altérée en l'absence d'activité iNOS.

-test). Barre 50 ??m. Les astérisques indiquent la matrice synthétique. Les flèches blanches indiquent les vaisseaux sanguins.

3.2. L'infiltration de leucocytes est améliorée dans les implants de souris déficientes en iNOS

La composante inflammatoire a été déterminée en estimant l'accumulation de neutrophiles et de macrophages dans les implants en dosant respectivement les activités enzymatiques MPO et NAG, ainsi qu'en mesurant les niveaux de cytokines (CXCL1, CCL2, TNF-??, IL-10 et IFN-??) dans les implants. Contrairement à la formation réduite de nouveaux vaisseaux sanguins dans le tissu fibrovasculaire nouvellement formé, nous avons observé une amélioration de l'accumulation de leucocytes dans les implants de souris iNOS −/− par rapport à WT, comme testé par MPO (Figure 2 (a), ) et Activités NAG (Figure 2(b), ), suggérant une infiltration accrue de neutrophiles et de macrophages, respectivement. L'histopathologie a confirmé l'infiltration accrue de leucocytes dans les implants de souris iNOS -/- par rapport aux souris WT (figure 2(c)).

-test). Barre 50 ??m. Les astérisques indiquent la matrice synthétique. Les flèches blanches indiquent les vaisseaux sanguins.

Fait intéressant, les niveaux de la cytokine pro-inflammatoire TNF-?? (Figure 3(a), ) ont diminué, tandis que les niveaux de la cytokine anti-inflammatoire IL-10 (Figure 3(b), ) ont augmenté dans les éponges des souris iNOS -/- par rapport aux souris WT. Cependant, aucune différence n'a été observée dans CXCL1 (Figure 3(c)), CCL2 (Figure 3(d)), ou IFN-?? (Figure 3(e)) niveaux entre les deux groupes.

3.3. Le dépôt de collagène est augmenté dans les implants de souris déficientes en iNOS

Un autre composant important du tissu fibrovasculaire est le dépôt de collagène. Ici, nous avons estimé la teneur en collagène présent dans les implants en calculant la surface totale occupée par le collagène (??m 2 ) dans des coupes histologiques colorées au rouge Picrosirius évaluées sous lumière polarisée (Figure 4 (a)). Comme le montre la figure 4 (b), il y a eu une augmentation significative du dépôt de collagène dans les implants de souris iNOS −/− par rapport aux souris WT ( ), suggérant que l'activité iNOS joue un rôle dans l'ajustement du dépôt de collagène au cours du processus d'angiogenèse inflammatoire induit par un dispositif implanté.

4. Discussion

L'oxyde nitrique (NO) est un gaz diffusible impliqué dans un grand nombre de processus biologiques qui couvrent les systèmes cardiovasculaire, immunitaire et neuronal. Sa production peut être réalisée via trois isoformes d'enzymes NO synthase (NOS) connues : nNOS (neuronal NOS1), iNOS (inductible NOS2) et eNOS (endothélial NOS3). Différente des isoformes neuronales et endothéliales, l'iNOS est régulée principalement au niveau transcriptionnel et est indépendante de la concentration en calcium intracellulaire [6]. Outre ses rôles physiologiques importants dans les fonctions cardiovasculaires, en particulier dans la vasorelaxation dépendante de l'endothélium, l'agrégation antiplaquettaire et l'adhésion des leucocytes, le NO est un médiateur clé de l'inflammation assurant les fonctions antimicrobiennes et immunorégulatrices ainsi que la modulation par le recrutement des leucocytes [21]. L'expression d'iNOS, en particulier, est impliquée dans de nombreuses affections inflammatoires et néoplasiques [16]. Plus récemment, le rôle du NO induit par iNOS au cours de l'ischémie a également été démontré [22].Toutes ces situations physiopathologiques dépendent de la formation de nouveaux vaisseaux sanguins pour se perpétuer voire cesser.

De plus, compte tenu de l'intérêt des techniques d'implantation et des échafaudages pour l'ingénierie tissulaire, il convient de mentionner que, comme l'a démontré notre groupe, les niveaux de NO dans les implants en éponge synthétique de polyéther-polyuréthane sont modulés par divers traitements modifiant l'angiogenèse sans toutefois un corrélation certaine avec l'accumulation de cellules inflammatoires [23, 24]. De plus, l'activité iNOS semble être cruciale pour une réponse adéquate à l'intégration de l'implant en polypropylène dans le péritoine [25], bien qu'elle ne soit pas nécessaire pour le dépôt de collagène dans les éponges synthétiques PVA (polyvinyl-alcool) [26]. Néanmoins, la contribution de l'isoforme iNOS à la formation d'un tissu fibrovasculaire dans les implants en éponge de polyéther-polyuréthane n'a jamais été étudiée. Ici, nous avons étudié le rôle de l'iNOS dans différentes caractéristiques de la réponse aux corps étrangers induite par cette implantation matricielle dans le compartiment sous-cutané des souris. De tels implants sont connus pour être infiltrés par un certain nombre de cellules telles que les cellules inflammatoires, les cellules endothéliales et les fibroblastes [19].

Nous avons démontré que l'expression d'iNOS peut moduler les principales composantes concurrentes du tissu fibrovasculaire nouvellement formé (angiogenèse, inflammation et dépôt de collagène) induite par l'implantation d'une éponge. Dans la première série de résultats, nous avons observé que les niveaux d'angiogenèse et de VEGF sont réduits dans les implants de souris iNOS −/− par rapport aux animaux WT. Ces données sont en accord avec divers rapports dans différents in vitro et in vivo Les systèmes qui ont démontré l'inhibition de l'iNOS entraînent une diminution des taux de VEGF et, par conséquent, une altération de l'angiogenèse [27-29]. En effet, la production de NO par iNOS peut, par exemple, contribuer à la libération de VEGF [30], un facteur de croissance connu pour être important pour stimuler la migration des cellules endothéliales et le processus angiogénique in vivo [31, 32]. Le VEGF, à son tour, peut stimuler l'activité eNOS entraînant une libération supplémentaire de NO [26, 33, 34]. Par conséquent, nos résultats suggèrent que l'angiogenèse altérée dans les implants d'éponge de souris iNOS -/- peut être attribuée, au moins partiellement, aux niveaux réduits de VEGF induits par le NO.

L'angiogenèse et l'inflammation sont des processus interconnectés dans de nombreuses conditions physiopathologiques ainsi qu'en réponse aux dispositifs synthétiques [35]. Ici, nous avons mesuré plusieurs marqueurs de l'inflammation (activités MPO et NAG et TNF-??, CXCL1/KC, CCL2/MCP-1, IFN-??, et IL-10) dans des implants de 14 jours provenant d'animaux WT et iNOS −/−. Nous avons observé que la carence en iNOS entraînait une infiltration prolongée de cellules inflammatoires dans les implants, la teneur en neutrophiles et en macrophages étant augmentée dans les éponges de iNOS −/− par rapport aux souris WT. Cependant, aucune différence n'a été observée dans les niveaux des chimioattractants respectifs CXCL1 ou CCL2. En effet, il existe une abondante littérature démontrant que le NO est une molécule protectrice vasculaire qui empêche l'adhésion et le trafic des leucocytes à l'endothélium [36]. De même, il existe des preuves que le NO dérivé d'iNOS peut moduler les fonctions des leucocytes et des plaquettes impliquées dans le recrutement des leucocytes vers le site inflammatoire [37, 38]. Hickey et al. [39], en utilisant un LPS in vitro modèle, a montré que l'oxyde nitrique dérivé d'iNOS était capable de réduire l'adhésion des leucocytes dans des conditions d'écoulement hydrodynamique, fournissant une explication plausible pour le recrutement accru de leucocytes observé in vivo chez les souris iNOS -/-. Par conséquent, il est raisonnable de supposer que les voies de signalisation des chimiokines inflammatoires CXCL1 et CCL2 sont préservées à une certaine extension dans les implants de souris iNOS −/− et que l'accumulation accrue de cellules inflammatoires dans l'éponge de ces animaux peut être attribuée à l'absence de production de NO dérivée d'iNOS, mais pas l'augmentation de la production de chimiotactique.

Curieusement, nous avons trouvé des niveaux réduits de la cytokine pro-inflammatoire TNF-?? dans les implants de souris iNOS −/− mais des niveaux accrus de la cytokine anti-inflammatoire IL-10, par rapport aux souris WT. En conséquence, une diminution de la production de cytokines pro-inflammatoires chez les souris iNOS −/− a été démontrée [40, 41]. De plus, une surproduction compensatrice d'IL-10 peut être observée chez des souris dépourvues du gène de l'enzyme iNOS [42, 43]. Il est à noter que l'IL-10 est associée à un effet antiangiogénique par sa capacité à diminuer les niveaux de VEGF [15], ce qui, à son tour, pourrait partiellement expliquer les niveaux réduits de VEGF dans les implants.

Le dépôt de collagène au cours du remodelage tissulaire est régulé par des interactions complexes de protéines pro- et antifibrogéniques au sein du tissu inflammatoire [44-46]. Il existe des preuves dans la littérature concernant la régulation du NO du dépôt de collagène comme, par exemple, l'augmentation du dépôt de collagène observée dans les plaies d'excision chez les souris iNOS −/− [12]. De plus, les neutrophiles et les macrophages sont bien connus pour être impliqués dans la fibrose induite par l'inflammation [47]. Par conséquent, l'accumulation de cellules inflammatoires dans les implants de souris déficientes en iNOS pourrait être une explication possible de la réponse fibrotique exagérée dans les implants de ces animaux. En fait, en l'absence d'activité iNOS, les macrophages peuvent acquérir un phénotype activé non classique qui peut avoir des caractéristiques profibrotiques [48, 49] et peut alors expliquer le dépôt accru de collagène dans les implants de souris déficientes en iNOS. En outre, il convient de mentionner que bien que l'IL-10 soit comprise comme une cytokine antifibrotique, il a été suggéré que l'IL-10 coopère avec les cytokines Th1, telles que l'IFN-?? (et même TNF-??), pour supprimer le dépôt de collagène [50, 51]. Fait intéressant, ici, il n'y a eu aucun changement dans l'IFN-?? niveaux, et TNF-?? les niveaux ont même diminué, indiquant un éventuel manque de voie régulatrice pour le dépôt de collagène et, par conséquent, un microenvironnement favorable à l'augmentation de la fibrogenèse dans les implants est approuvé en l'absence d'activité iNOS. Dans l'ensemble, nos données suggèrent que l'expression d'iNOS aide à contrôler la fibrose dans les implants en éponge.

Dans l'ensemble, l'absence d'iNOS entraîne une augmentation de la réaction des corps étrangers aux implants chez la souris, observée sous la forme d'une angiogenèse réduite et d'une inflammation et d'une fibrose exacerbées dans les implants synthétiques. Par conséquent, le présent travail suggère un rôle potentiel pour iNOS en tant que régulateur de l'angiogenèse inflammatoire au cours de la formation de tissu fibrovasculaire dans les implants en éponge. Ces observations peuvent fournir des informations pertinentes pour de futures perspectives sur les stratégies thérapeutiques pour les conditions où l'inflammation et l'angiogenèse sont associées ainsi que pour le développement d'échafaudages pour l'ingénierie tissulaire.

Abréviations

CCL2 :Ligand 2 de la chimiokine (motif C-C)
RCC 2 :Récepteur de chimiokine C-C de type 2
CXCL1 :Ligand 1 de la chimiokine (motif C-X-C)
ELISA :Dosage immuno-enzymatique
HTAB :Bromure d'hexadécyltriméthylammonium
IFN-??:Interféron gamma
IL-10 :Interleukine 10
iNOS :Oxyde nitrique synthase inductible
KO :Souris knock-out
MPO :Myéloperoxydase
HARCELER:N-acétyl-??-D-glucosaminidase
NON:L'oxyde nitrique
N.A. :Oxyde nitrique synthase
OD :Densité optique
SEM :Erreur standard de la moyenne
TNF-??:Facteur de nécrose tumoral-??
VEGF :Facteur de croissance endothélial vasculaire
WT :Type sauvage.

Conflit d'interêts

Les auteurs déclarent qu'il n'y a pas de conflit d'intérêts.

Remerciements

Les auteurs tiennent à remercier le Dr Leda Quércia Vieira pour les animaux knock-out iNOS et Valdinéria Borges et Ilma M. Souza pour le soutien technique. Ce travail a été soutenu par Conselho Nacional de Pesquisa/CNPq, Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior/CAPES, et Fundação de Amparo à Pesquisa de Minas Gerais/FAPEMIG, Brésil. Luciola Silva Barcelos, Silvia Passos Andrade et Mauro Martins Teixeira sont titulaires de bourses de recherche CNPq.

Les références

  1. T. O. Socarrás, A. C. Vasconcelos, P. P. Campos et al., « Réponse des corps étrangers aux implants sous-cutanés chez les rats diabétiques » PLoS UN, vol. 9, non. 11, numéro d'article e110945, 2014. Afficher sur : Site de l'éditeur | Google Scholar
  2. S. P. Andrade, « Modèle d'implant en éponge d'angiogenèse », dans Protocoles d'angiogenèse, vol. 46 de Méthodes en médecine moléculaire, pp. 77-86, 2001. Voir sur : Site de l'éditeur | Google Scholar
  3. M. J. Hickey, « Rôle de l'oxyde nitrique synthase inductible dans la régulation du recrutement des leucocytes », Sciences cliniques, vol. 100, non. 1, pp. 1-12, 2001. Voir sur : Site de l'éditeur | Google Scholar
  4. S. Y. Yoo et S. M. Kwon, « L'angiogenèse et ses opportunités thérapeutiques », Médiateurs de l'inflammation, vol. 2013, Numéro d'article 127170, 11 pages, 2013. Afficher sur : Site de l'éditeur | Google Scholar
  5. M. A. Robinson, J. E. Baumgardner et C. M. Otto, « Régulation dépendante de l'oxygène de la production d'oxyde nitrique par l'oxyde nitrique synthase inductible » Biologie et médecine radicales libres, vol. 51, non. 11, pp. 1952-1965, 2011. Voir sur : Site de l'éditeur | Google Scholar
  6. A. Pautz, J. Art, S. Hahn, S. Nowag, C. Voss et H. Kleinert, « Régulation de l'expression de l'oxyde nitrique synthase inductible », Oxyde nitrique : biologie et chimie, vol. 23, non. 2, pp. 75-93, 2010. Afficher sur : Site de l'éditeur | Google Scholar
  7. S. Kossmann, H. Hu, S. Steven et al., « Les monocytes inflammatoires déterminent le découplage de l'oxyde nitrique synthase endothélial et le stress nitro-oxydatif induit par l'angiotensine II » Le Journal de Chimie Biologique, vol. 289, n. 40, pp. 27540–27550, 2014. Afficher sur : Site de l'éditeur | Google Scholar
  8. A. T&# xfcrler, J. C. Kalff, B. A. Moore et al., « L'oxyde nitrique synthase inductible dérivé des leucocytes médie l'iléus postopératoire murin » Annales de chirurgie, vol. 244, non. 2, pp. 220-229, 2006. Voir sur : Site de l'éditeur | Google Scholar
  9. C. Raposo, AKDS Nunes, RLDA Luna, SMDR Araújo, MA Da Cruz-H཯ling et CA Peixoto, « Effets protecteurs du sildénafil (Viagra) sur la neuroinflammation : le rôle du système iNOS/NO dans un modèle de démyélinisation inflammatoire, " Médiateurs de l'inflammation, vol. 2013, Numéro d'article 321460, 11 pages, 2013. Afficher sur : Site de l'éditeur | Google Scholar
  10. S. Heemskerk, R. Masereeuw, F. G. M. Russel et P. Pickkers, « Inhibition sélective d'iNOS pour le traitement des lésions rénales aiguës induites par la septicémie » Nature Avis Néphrologie, vol. 5, non. 11, pp. 629-640, 2009. Afficher sur : Site de l'éditeur | Google Scholar
  11. L. C. Chin, P. Kumar, J. A. Palmer et al., "L'influence de l'oxyde nitrique synthase 2 sur l'angiogenèse des plaies cutanées," Le British Journal of Dermatology, vol. 165, non. 6, pp. 1223-1235, 2011. Voir sur : Site de l'éditeur | Google Scholar
  12. D. Most, D. T. Efron, H. P. Shi, U. S. Tantry et A. Barbul, « Caractérisation de la cicatrisation des plaies par incision chez les souris knockout à l'oxyde nitrique synthase inductible » Opération, vol. 132, non. 5, pp. 866-876, 2002. Voir sur : Site de l'éditeur | Google Scholar
  13. A. J. Kane, J. E. Barker, G. M. Mitchell et al., "L'activité inductible de l'oxyde nitrique synthase (iNOS) favorise la survie du lambeau cutané ischémique", Journal britannique de pharmacologie, vol. 132, non. 8, pp. 1631–1638, 2001. Voir sur : Site de l'éditeur | Google Scholar
  14. L. Garcia-Bonilla, J. M. Moore, G. Racchumi et al., « L'oxyde nitrique synthase inductible dans les neutrophiles et l'endothélium contribue aux lésions cérébrales ischémiques chez la souris » Le Journal d'Immunologie, vol. 193, non. 5, pp. 2531–2537, 2014. Afficher sur : Site de l'éditeur | Google Scholar
  15. J.-S. Silvestre, Z. Mallat, M. Duriez et al., « Effet antiangiogénique de l'interleukine-10 dans l'angiogenèse induite par l'ischémie chez la souris des membres postérieurs » Recherche sur la circulation, vol. 87, non. 6, pp. 448–452, 2000. Voir sur : Site de l'éditeur | Google Scholar
  16. M. Lechner, P. Lirk et J. Rieder, « L'oxyde nitrique synthase inductible (iNOS) en biologie tumorale : les deux faces d'une même pièce » Séminaires en biologie du cancer, vol. 15, non. 4, pp. 277-289, 2005. Voir sur : Site de l'éditeur | Google Scholar
  17. S. P. Nichols, A. Koh, N. L. Brown et al., « L'effet du flux de surface d'oxyde nitrique sur la réponse du corps étranger aux implants sous-cutanés » Biomatériaux, vol. 33, non. 27, pp. 6305–6312, 2012. Voir sur : Site de l'éditeur | Google Scholar
  18. M. J. Reed, D. Eyman et N. Karres, « Effets de l'oxyde nitrique sur la fonction des cellules âgées ex vivo et in vivo », In Vivo, vol. 22, non. 6, pp. 673-679, 2008. Voir sur : Google Scholar
  19. P. Cassini-Vieira, S. R. Deconte, T. C. Tomiosso et al., « DisBa-01 inhibe l'angiogenèse, l'inflammation et la fibrogenèse du tissu fibrovasculaire induit par une éponge chez la souris » Toxicon, vol. 92, pp. 81-89, 2014. Voir sur : Site de l'éditeur | Google Scholar
  20. L. S. Barcelos, A. M. Coelho, R. C. Russo et al., « Rôle des chimiokines CCL3/MIP-1α et CCL5/RANTES dans l'angiogenèse inflammatoire induite par une éponge chez la souris », Recherche microvasculaire, vol. 78, non. 2, pp. 148-154, 2009. Afficher sur : Site de l'éditeur | Google Scholar
  21. T. Persichini, O. Cantoni, H. Suzuki et M. Colasanti, « Talk-talk entre la NO synthase constitutive et inductible : une mise à jour », Antioxydants & Signalisation Redox, vol. 8, non. 5-6, pp. 949-954, 2006. Voir sur : Site de l'éditeur | Google Scholar
  22. M. Abu-Amara, S. Y. Yang, A. Seifalian, B. Davidson et B. Fuller, « La voie de l'oxyde nitrique et les mécanismes de protection contre les lésions de reperfusion d'ischémie hépatique » International du foie, vol. 32, non. 4, pp. 531-543, 2012. Voir sur : Site de l'éditeur | Google Scholar
  23. S. Almeida, C. Cardoso, L. Orellano, A. Reis, L. Barcelos et S. Andrade, "Le ligand du récepteur de clairance des peptides natriurétiques (C-ANP4-23) atténue l'angiogenèse dans un modèle d'implant d'éponge murine," Pharmacologie et physiologie cliniques et expérimentales, vol. 41, non. 9, pp. 691–697, 2014. Afficher sur : Site de l'éditeur | Google Scholar
  24. F. A. Araújo, M. A. Rocha, L. S. A. Capettini et al., "L'inhibiteur de la 3-hydroxy-3-méthylglutaryl coenzyme A réductase (fluvastatine) diminue l'angiogenèse inflammatoire chez la souris", Acta Pathologica, Microbiologica et Immunologica Scandinavica, vol. 121, n. 5, pp. 422-430, 2013. Voir sur : Site de l'éditeur | Google Scholar
  25. F. J. P. Souza-Pinto, A. I. S. Moretti, V. Cury, W. Marcondes, I. T. Velasco et H. P. Souza, « L'inhibition inductible de l'oxyde nitrique synthase augmente l'activité de la MMP-2 conduisant à un déséquilibre entre le dépôt de matrice extracellulaire et la dégradation après l'implantation d'un treillis en polypropylène. Journal of Biomedical Materials Research Partie A, vol. 101, non. 5, pp. 1379-1387, 2013. Voir sur : Site de l'éditeur | Google Scholar
  26. J. Dulak et A. Józkowicz, « Régulation de la synthèse du facteur de croissance endothélial vasculaire par l'oxyde nitrique : faits et controverses » Antioxydants & Signalisation Redox, vol. 5, non. 1, pp. 123-132, 2003. Voir sur : Site de l'éditeur | Google Scholar
  27. J. M. Malone, G. M. Saed, M. P. Diamond, R. J. Sokol et A. R. Munkarah, « Les effets de l'inhibition de la monoxyde d'azote synthase inductible sur l'angiogenèse du cancer épithélial de l'ovaire » American Journal of Obstetrics & Gynécologie, vol. 194, non. 4, pp. 1110–1116, 2006. Voir sur : Site de l'éditeur | Google Scholar
  28. R. P. Singh et R. Agarwal, "Axe du facteur de croissance endothélial inductible de l'oxyde nitrique synthase: une cible potentielle pour inhiber l'angiogenèse tumorale par des agents diététiques", Cibles actuelles des médicaments contre le cancer, vol. 7, non. 5, pp. 475–483, 2007. Afficher sur : Site de l'éditeur | Google Scholar
  29. Y. Yang, T. Yu, Y.-J. Lian, R. Ma, S. Yang et J. Y. Cho, « Inhibiteurs de l'oxyde nitrique synthase : un examen des brevets de 2011 à nos jours », Avis d'expert sur les brevets thérapeutiques, vol. 25, non. 1, pp. 49-68, 2015. Voir sur : Site de l'éditeur | Google Scholar
  30. S. Donnini et M. Ziche, « Oxyde nitrique synthase constitutive et inductible : rôle dans l'angiogenèse », Antioxydants & Signalisation Redox, vol. 4, non. 5, pp. 817-823, 2002. Voir sur : Site de l'éditeur | Google Scholar
  31. P. Gerwins, E. Sköldenberg et L. Claesson-Welsh, « Fonction des facteurs de croissance des fibroblastes et des facteurs de croissance endothéliaux vasculaires et de leurs récepteurs dans l'angiogenèse » Examens critiques en oncologie/hématologie, vol. 34, non. 3, pp. 185–194, 2000. Voir sur : Site de l'éditeur | Google Scholar
  32. A. Pyriochou, T. Vassilakopoulos, Z. Zhou et A. Papapetropoulos, « Propriétés de l'oxyde nitrique liées à l'angiogenèse dépendantes et indépendantes du GMPc » Sciences de la vie, vol. 81, non. 21-22, pp. 1549-1554, 2007. Afficher sur : Site de l'éditeur | Google Scholar
  33. C. Li, L. Ruan, S. G. Sood, A. Papapetropoulos, D. Fulton et R. C. Venema, « Rôle de la phosphorylation eNOS à Ser-116 dans la régulation de l'activité eNOS dans les cellules endothéliales » Pharmacologie vasculaire, vol. 47, non. 5-6, pp. 257-264, 2007. Voir sur : Site de l'éditeur | Google Scholar
  34. B. K. Lal, S. Varma, P. J. Pappas, R. W. Hobson II et W. N. Dur&# xe1n, « Le VEGF augmente la perméabilité de la monocouche de cellules endothéliales en activant les voies PKB/akt, l'oxyde nitrique endothélial synthase et la MAP kinase » Recherche microvasculaire, vol. 62, non. 3, pp. 252–262, 2001. Voir sur : Site de l'éditeur | Google Scholar
  35. Y.-W. Kim, X. Z. West et T. V. Byzova, « Inflammation et stress oxydatif dans l'angiogenèse et les maladies vasculaires » Journal de médecine moléculaire, vol. 91, non. 3, pp. 323-328, 2013. Voir sur : Site de l'éditeur | Google Scholar
  36. P. Kubes, M. Suzuki et D. N. Granger, « Oxyde nitrique : un modulateur endogène de l'adhésion des leucocytes », Actes de l'Académie nationale des sciences des États-Unis d'Amérique, vol. 88, non. 11, p.4651–4655, 1991. Voir sur : Site de l'éditeur | Google Scholar
  37. T. Murohara, S. J. Parkinson, S. A. Waldman et A. M. Lefer, « L'inhibition de la biosynthèse de l'oxyde nitrique favorise l'expression de la sélectine P dans les plaquettes : rôle de la protéine kinase C » Artériosclérose, thrombose et biologie vasculaire, vol. 15, non. 11, pp. 2068-2075, 1995. Voir sur : Site de l'éditeur | Google Scholar
  38. M. J. Hickey, D. N. Granger et P. Kubes, « L'oxyde nitrique synthase inductible (iNOS) et la régulation des interactions leucocytes/cellules endothéliales : études sur des souris déficientes en iNOS » Acta Physiologica Scandinavica, vol. 173, non. 1, pp. 119–126, 2001. Voir sur : Site de l'éditeur | Google Scholar
  39. M. J. Hickey, K. A. Sharkey, E. G. Sihota et al., « Les souris déficientes en monoxyde d'azote synthase inductible (iNOS) ont amélioré les interactions leucocytes-endotélium dans l'endotoxémie » Le Journal de la FASEB, vol. 11, non. 12, pp. 955-964, 1997. Voir sur : Google Scholar
  40. E. McNeill, M. J. Crabtree, N. Sahgal et al., « La régulation de la fonction iNOS et de l'état redox cellulaire par le macrophage Gch1 révèle des exigences spécifiques pour la tétrahydrobioptérine dans l'activation de NRF2 » Biologie Radicale Libre & Médecine, vol. 79, pp. 206-216, 2015. Voir sur : Site de l'éditeur | Google Scholar
  41. K. Abbas, J. Breton, A.-G. Planson et al., "L'oxyde nitrique active une voie antioxydante Nrf2/sulfiredoxin dans les macrophages," Biologie Radicale Libre & Médecine, vol. 51, non. 1, pp. 107–114, 2011. Voir sur : Site de l'éditeur | Google Scholar
  42. G. Fritsche, M. Nairz, E. R. Werner, H. C. Barton et G. Weiss, « La fonctionnalité Nramp1 augmente l'expression d'iNOS via la répression de la formation d'IL-10 » Journal européen d'immunologie, vol. 38, non. 11, pp. 3060-3067, 2008. Voir sur : Site de l'éditeur | Google Scholar
  43. D.-M. McCafferty, E. Sihota, M. Muscara, J. L. Wallace, K. A. Sharkey et P. Kubes, « Développement spontané de la colite chronique chez les souris doublement déficientes IL-10/iNOS » Le Journal américain de physiologie, vol. 279, non. 1, pp. G90–G99, 2000. Voir sur : Google Scholar
  44. T. A. Wynn, « Mécanismes cellulaires et moléculaires de la fibrose », Le Journal de Pathologie, vol. 214, non. 2, pp. 199-210, 2008. Voir sur : Site de l'éditeur | Google Scholar
  45. N. S. Greaves, K. J. Ashcroft, M. Baguneid et A. Bayat, « Compréhension actuelle des mécanismes moléculaires et cellulaires de la fibroplasie et de l'angiogenèse au cours de la cicatrisation aiguë des plaies » Journal des sciences dermatologiques, vol. 72, non. 3, pp. 206-217, 2013. Voir sur : Site de l'éditeur | Google Scholar
  46. J. S. Duffield, M. Lupher, V. J. Thannickal et T. A. Wynn, « Réponses de l'hôte dans la réparation tissulaire et la fibrose » Revue annuelle de pathologie : mécanismes de la maladie, vol. 8, pp. 241-276, 2013. Voir sur : Site de l'éditeur | Google Scholar
  47. A. Pellicoro, P. Ramachandran, J. P. Iredale et J. A. Fallowfield, « Fibrose hépatique et réparation : régulation immunitaire de la cicatrisation des plaies dans un organe solide » Nature Avis Immunologie, vol. 14, non. 3, pp. 181–194, 2014. Voir sur : Site de l'éditeur | Google Scholar
  48. C. J. Ferrante et S. J. Leibovich, « Régulation de la polarisation des macrophages et de la cicatrisation des plaies », Avancées dans le soin des plaies, vol. 1, non. 1, pp. 10-16, 2012. Voir sur : Site de l'éditeur | Google Scholar
  49. A. Sindrilaru et K. Scharffetter-Kochanek, « Divulgation des coupables : les macrophages et les régulateurs polyvalents de la cicatrisation des plaies » Avancées dans le soin des plaies, vol. 2, non. 7, pp. 357-368, 2013. Voir sur : Site de l'éditeur | Google Scholar
  50. R. Hoffmann, E. Wenzel, A. Huth et al., « Niveaux d'ARNm de cytokines dans l'alopécie areata avant et après le traitement avec l'allergène de contact diphénylcyclopropenone » Journal de dermatologie d'investigation, vol. 103, non. 4, pp. 530-533, 1994. Voir sur : Site de l'éditeur | Google Scholar
  51. P. Freyschmidt-Paul, K. J. McElwee, R. Happle et al., "Les souris déficientes en interleukine-10 sont moins sensibles à l'induction de l'alopécie areata," Le Journal de la dermatologie d'investigation, vol. 119, non. 4, pp. 980-982, 2002. Voir sur : Site de l'éditeur | Google Scholar

Droits d'auteur

Copyright © 2015 Puebla Cassini-Vieira et al. Il s'agit d'un article en libre accès distribué sous la licence Creative Commons Attribution, qui permet une utilisation, une distribution et une reproduction sans restriction sur n'importe quel support, à condition que l'œuvre originale soit correctement citée.


Les vaisseaux sanguins ont-ils une "préférence" quant à l'endroit (ou comment) ils se développent ?

Dans le contexte du développement du système circulatoire d'une personne dû à l'exercice (aérobie ou anaérobie si le contexte est différent) : les vaisseaux sanguins se développent-ils plus fréquemment à l'extérieur du tissu musculaire qu'à l'intérieur ? Y a-t-il des facteurs qui dictent les emplacements dans lesquels ces navires se développent? Dans le contexte hors exercice, y a-t-il des facteurs qui pousseraient certains organes à avoir une meilleure vascularisation ?

Oh quelque chose sur lequel je peux intervenir. (quelqu'un de plus compétent s'il vous plaît sonner si vous le pouvez)

Je ne parlerai donc que des vaisseaux sanguins qui se développent à partir de vaisseaux sanguins préexistants (angiogenèse) car je n'ai aucune idée de comment cela fonctionne pendant le développement fœtal.

L'angiogenèse est contrôlée par diverses protéines angiogéniques, mécanisme dont je ne suis pas certain. Mais essentiellement, les cellules libèrent ces protéines et les vaisseaux sanguins "se développent vers" les protéines.

Il existe des preuves que les espèces réactives de l'oxygène (en particulier dans le cancer) ont un rôle à jouer dans l'augmentation du taux d'angiogenèse et, par conséquent, il a été considéré que le NoS produit pendant l'exercice peut augmenter l'angiogenèse dans une zone. De la même manière que le cancer le fait.

Donc, en substance, oui, il y a une préférence, les vaisseaux sanguins se développeront en ce qui concerne les concentrations de protéines angegéniques.

Si vous regardez le cancer, le cancer augmente activement l'angiogenèse afin de rassembler les ressources nécessaires et un traitement consiste à réduire cet effet en inhibant l'angiogenèse d'une manière ou d'une autre.

il a été considéré que le NoS produit pendant l'exercice peut augmenter l'angiogenèse dans une zone. De la même manière que le cancer le fait.

Je ne sais pas à ce sujet. L'explication classique est que l'exercice stimule l'hypoxie (due à l'augmentation de la consommation d'oxygène par les mitochondries), qui libère des facteurs inductibles par l'hypoxie (HIF), qui régulent positivement l'expression des gènes du VEGF, ce qui stimule l'angiogenèse.

J'ai fait des recherches sur le cancer, mais ça fait longtemps. Il y a une protéine spécifique, comme vous l'avez mentionné, c'est quelque chose de facteur de croissance (facteur de croissance endothélial vasculaire ?). Je ne me souviens pas du nom exact au sommet de ma tête, mais comme il est plus répandu sur les bords des tumeurs, il y a eu des discussions sur le ciblage du biomarqueur pour un ciblage sélectif des radioprotecteurs afin d'aider à la radiorésistance des cellules saines près de la tumeur pendant l'irradiation thérapie.

C'est un domaine de recherche active.

Je connais quelqu'un qui a fait un doctorat sur le sujet de l'angiogenèse. D'une manière ou d'une autre, les vaisseaux sanguins savent se développer à certains endroits et pas à d'autres, par exemple, ils savent qu'ils ne se développent pas devant vos yeux, sinon nous ne serions pas en mesure de voir. Par conséquent, il doit y avoir un ou des mécanismes qui les empêchent de pousser à ces endroits. La recherche visait à voir ce qui empêche les vaisseaux sanguins de se développer devant vos yeux dans l'espoir d'isoler la cause et de la reproduire. De nombreuses formes de tumeur cancéreuse sont capables d'encourager l'angiogenèse à nourrir la tumeur en sang, si nous pouvions la bloquer ce serait un outil de plus dans notre arsenal d'armes contre le cancer.

Je résume des années de recherche de quelqu'un d'autre dans un paragraphe basé sur ma mémoire de l'avoir parcouru il y a au moins quatre ans, mais je pense que les concepts de base sont corrects. Comme pour presque toutes les recherches doctorales, la conclusion était la suivante : « Cela pourrait être possible en théorie, mais nous n'avons pas réussi à le faire fonctionner correctement »

De nombreuses formes de tumeur cancéreuse sont capables d'encourager l'angiogenèse à nourrir la tumeur en sang, si nous pouvions la bloquer ce serait un outil de plus dans notre arsenal d'armes contre le cancer.

Les inhibiteurs de l'angiogenèse sont utilisés en clinique pour traiter le cancer depuis maintenant 15 ans. Le premier médicament approuvé dans cette classe était le Bevacizumab.

L'endothélium (tissu qui forme la paroi du vaisseau sanguin) a évolué pour créer un système vasculaire adapté aux exigences de l'organe dans lequel il se trouve. Rappelez-vous qu'il existe de nombreux types de vaisseaux sanguins, grands et petits, et ce sont les plus petits (capillaires ) qui fournissent principalement des nutriments aux tissus. Le reste est de la "plomberie" pour déplacer beaucoup de sang vers et depuis divers organes de votre corps.

Le cartilage n'a presque pas de cellules et donc pas de capillaires. D'un autre côté, votre cœur est très occupé et a besoin de beaucoup de nutriments. Il a une densité capillaire élevée. Les muscles locomoteurs se situent quelque part entre les deux.

C'est donc "ce que" font les vaisseaux sanguins -- et pour répondre à votre question, ils ont une "préférence".

Le "comment" est beaucoup plus compliqué et implique un grand nombre de molécules de signalisation (y compris le "facteur de croissance endothélial vasculaire" comme d'autres l'ont mentionné) ainsi que des forces mécaniques et des "circuits" au sein de l'endothélium qui aident à déterminer le comportement des vaisseaux sanguins au fur et à mesure de leur croissance. C'était en fait le sujet de mon doctorat : comment l'endothélium forme spontanément des motifs pour « préférer » où se développer vers l'extérieur et où rester immobile.


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