Effet des fucoïdanes extraits des algues brunes sur l angiogenèse et la vasculogenèse.

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1 Effet des fucoïdanes extraits des algues brunes sur l angiogenèse et la vasculogenèse. Catherine BOISSON-VIDAL UNITE INSERM 765 Faculté de Pharmacie Paris - FRANCE Ascophyllum nodosum

2 LE FUCOIDANE P240red Héparine Nadroparine MM (g/mol) Sulfate (g/100g) 3,8 ± 0,7 10,9 ± 1,7 * Fucose (g/100g) 34,3 ± 1,7 - - Acide uronique 2,7 ± 0,2 32,8 ± 0,2 nd * Rapport molaire ions sulfates et carboxylates 2,1 Activité anticoagulante in vitro et ex vivo Activité antithrombotique veineuse et artérielle Faible effet hémorragique Boisson-Vidal C Drugs of the future 1995 Colliec-Jouault S. J Thromb Haemost 2003 Zemani F. Biochem Pharmacol 2005 Boisson-Vidal C. Cardiovasc Hematol Agents Med Chem. 2007

3 PROPRIETES ANTICOAGULANTES ET ANTITHROMBOTIQUES DALTEPARINE 1,25 mg/kg FUCOIDANE 20 mg/kg Formation du caillot sanguin Formation du caillot sanguin Facteur de la Facteur coagulation de la coagulation Plaquettes Fxa Fxa Thrombine Fibrine Thrombine Activités (%) Activités (%) Temps (heures) Temps (heures) Globules rouges antithrombotique Anti Xa TT APTT Colliec-Jouault S JTH 2003 Millet J Thromb Haemost 1999

4 LE FUCOIDANE P240red Héparine Nadroparine MM (g/mol) Sulfate (g/100g) 3,8 ± 0,7 10,9 ± 1,7 * Fucose (g/100g) 34,3 ± 1,7 - - Acide uronique 2,7 ± 0,2 32,8 ± 0,2 nd * Rapport molaire ions sulfates et carboxylates 2,1 Activité antithrombotique veineuse et artérielle. Activité anticoagulante in vitro et ex vivo Faible effet hémorragique Activité anti-inflammatoire, anti-virale, anti-adhésive Boisson-Vidal C Drugs of the future 1995 Colliec-Jouault S. J Thromb Haemost 2003 Zemani F. Biochem Pharmacol 2005 Boisson-Vidal C. Cardiovasc Hematol Agents Med Chem. 2007

5 FORMATION DE NOUVEAUX VAISSEAUX 1997 : Mise en évidence des PEC Cellules progénitrices d origine médullaire Cellules endothéliales mature ANGIOGENESE VASCULOGENESE Facteurs de croissance, cytokines, NO Prolongement des vaisseaux préexistants Incorporation des PEC Asahara T, Science 1997 Shi Q, Blood 1998 Rafii S, J Clin Invest 2000 Jain AK, Nature Medicine 2003

6 EPC CONTRIBUTION DES PEC A L ANGIOGENESE After J0 surgery J2 Day 2 Day J 8 8 CTRL Rouge : flux sanguin - Bleu : pas de flux Impliquées : Vasculogenèse post-natale Cicatrisation Réendothélialisation des implants Davidoff AM, Clin Cancer Res 2001 Lyden D, Nature Med 2001 Reyes M, J Clin Invest 2002 Rafii S, Nature Reviews Cancer 2002 Vajkoczy P, J Exp Med 2003 Koizmi K, BBRC 2003 Tamura M, Life Sci 2004

7 PRECURSEURS ENDOTHELIAUX CIRCULANTS PEC : faible quantité dans le sang périphérique, moelle et le sang de cordon Sang périphérique Sang de cordon Gelatine / EGM-2 (VEGF, FGF-2 ) c/ml Marqueur cellules souches Colonies entre 8 et 20 jours Cellules mononuclées n=25; m = 13.5 ± 3.3 jours 90 jours PEC (J20)

8 POTENTIEL PROANGIOGENE DES PEC J0 Prolifération 1,E+07 18h après PEC CPE Cell number 1,E+07 8,E+06 HUVECs 6,E+06 HUVEC 4,E+06 2,E+06 0,E PEC Incubation time (days) CD144 vwf Ac LDL CD31 Formation d ébauches vasculaires Bompais H. Blood 2003 Smadja D. Cell Biol Toxicol 2007 Dignat-George F, J Clin Oncol Boisson-Vidal C. Cardiovasc Hematol Agents Med Chem. 2007

9 EFFET DES FUCOIDANES SUR L ANGIOGENESE Activité anti-angiogénique des polyanions décrites dans la littérature (héparine, pentosane, carrraghénanes ) - dépendante des sulfates et de la MM Fucoidane : potentialisation de l angiogenèse in vitro et in vivo Dans les mêmes conditions, pas d activité de l héparine Matou Thromb Res ZOOZ Luyt J Pharmacol Exp Ther 2003, 90, 91 Chabut Mol Pharmacol 2003

10 EFFET DES FUCOIDANES SUR L ANGIOGENESE Zemani F et al Biochem Pharmacol 2005

11 EFFET SUR L ADHERENCE AUX HUVECS

12 EFFET DU FUCOIDANE IN VIVO J0 J1 J14 Chirurgie Injection IP Doppler Fucoidane 5mg/kg/jours

13 EFFET DU FUCOIDANE IN VIVO 2003 Inhibition de la prolifération des CML In vitro et in vivo Pas d effet de l héparine dans les mêmes conditions expérimentales Luyt 2003 McCaffrey BBRC 1992

14 EFFET DU FUCOIDANE IN VIVO Administration IV de fucoidane HMW augmente le temps de formation d un thrombus occlusif d un facteur 7 Thorlacius J Clin Invest 2000

15 EFFET DU FUCOIDANE IN VIVO 2002 Haemangioblasts (CD34+) Précurseurs vasculaires Rafii et al 2002 Précurseurs cellules sanguines

16 EFFET DU FUCOIDANE IN VIVO Szmitko2003 Boisson-Vidal C. Cardiovasc Hematol Agents Med Chem. 2007

17 QUEL EST LE MECANISME D ACTION DU FUCOIDANE? Comment expliquer ces propriétés différentes des autres polysaccharides L-fucose Structure répétitive α(1 4) ou α(1 3) Fonctions sulfates 2 ou 4 Alternance d unités D-glucosamine et d acide uronique (Acide D-glucuronic et L-iduronic) Hétérogène en poids et sulfatation Importance des sulfates structure active disaccharide trisulfaté = héparine Chevolot Carboh Res 2001 Mulloy Ann Acad Bras Cienc 2005

18 QUEL EST LE MECANISME D ACTION DU FUCOIDANE? Polysaccharides anticoagulants - inhibiteurs de l angiogenèse -inactifs sur la mobilisation importance des unités fucosyles Potentialise la différenciation des CE en ébauches vasculaires Mobilise in vivo les cellules précurseurs et induit la sécrétion de SDF-1 Tapon-Bretaudiere Mol Cancer Res 2002 Sweeney Blood 2002

19 QUEL EST LE MECANISME D ACTION DU FUCOIDANE? Polyanion liaison et modulation de l activité biologique de plusieurs protéines interfère dans les adhésions cellules / cellules ou cellules / matrice induire le relargage de FC présents à la surface cellulaire protège les FC de la dégradation enzymatique, thermique COAGULATION INFLAMMATION ANGIOGENESE Boisson-Vidal C. Cardiovasc Hematol Agents Med Chem. 2007

20 Contrôle de la biodisponibilité MECANISME D ACTION DU FUCOIDANE Effet coopératif?? Transduction d un signal??? Augmente le rayon de diffusion Boisson-Vidal C Current Med Chem 2007

21 LE FUCOIDANE SE LIE A LA MEMBRANE CELLULAIRE Fucoïdane Fucoïdane Boisson-Vidal C Current Med Chem 2007

22 EFFET SUR ALPHA 6 FGF-2 + Fucane (10µg/ml) FGF-2 + Daltéparine (10µg/ml) + Anticorps anti-α α6 + Anticorps anti-α α6 Protéine ARNm Protéine ARNm Chabut D Molecular Pharmacology 2004

23 MECANISME D ACTION DU FUCOIDANE Boisson-Vidal C Current Med Chem 2007

24 ACTION SUR LA MOBILISATION DES PEC IN VIVO Action via le SDF-1 : injection augmente le taux de SDF-1 Action via d autres cytokines libérées par le fucoidane (IL8 ) Action via alpha 6 impliqué dans le homing des cellules Action vers les sélectines (très forte affinité pour les fucoidanes) - liaison PEC cellules stromales Compétition avec les HSPGs Boisson-Vidal C Current Med Chem 2007

25 MECANISME D ACTION IN VIVO LE Le FUCOIDANE fucoidane prévient induit se augmente intéragit lie AGIT aux la mobilisation la avec PEC COMME le thrombose, chémotaxis et des induit protéines, UN des en un GAG des PEC catalysant phénotype PEC les en déplaçant inactive vers l inhibition proangiogène le VEGF, ou le les SDF-1 induit potentialise de la stocké thrombine la formation sur les des HSPGs tubes Boisson-Vidal C. Cardiovasc Hematol Agents Med Chem. 2007

26 Blandine Dizier Anne-Marie Fischer Isabelle Galy-Fauroux Dominique Helley Anna Lokajczyk Laboratoire de Biochimie, Université Rio de Janeiro, Brésil. P. Mourao (Prof UFRJ Brésil) contrat CAPES COFECUB M. Pavao (MC UFRJ Brésil) Danièle Benisvy Faouzia Zemani INSERM, U745 Ivan Bièche Ingrid Laurendeau Bruno Saubaméa Service Commun d'imagerie Cellulaire et Moléculaire INSERM U553 Arlette Bruel Françoise Fauvel-Lafeve INSERM E Eric Durand Guisepina Caligiuri