Réponse de l Hôte. Structure et fonctions de l Endothélium vasculaire. Pr Françoise Dignat-George

Transcription

1 Réponse de l Hôte Structure et fonctions de l Endothélium vasculaire Pr Françoise Dignat-George Laboratoire d Hématologie et d Immunologie UMR-S 1076 Endothélium, pathologies vasculaires et cibles thérapeutiques Faculté de Pharmacie, Marseille

2 PLAN I. Le système vasculaire : relation structure/fonction II. Hétérogénéité endothéliale III. Fonctions Endothéliales IV. Activation endothéliale V. Endothélium : cible et acteur en pathologie vasculaire

3 I - L endothelium vasculaire Une simple monocouche de cellules à l interface du sang et des tissus Un organe à multiples facettes reliant les différents territoires vasculaires Une interface dynamique, capable de se reprogrammer en réponse à des stimulations environnementales Encyclopédie de Diderot ( )

4 L endothélium vasculaire Monocouche cellulaire Cellules 1 à 6 x Poids 1% de la masse corporelle ( 2.5 kg) Surface gros vaisseaux ( arteres ) 28 m², Morphologie en «pavés» microcirculation 280 m²

5 La cellule endothéliale : une cellule polarisée Hémostase, inflammation, immunité CD146 Tonus vasculaire, angiogenèse

6

7 II - Hétérogénéité endothéliale Hétérogénéité fonction - du territoire vasculaire (spécificité tissulaire) - du calibre et type de vaisseaux Plasticité endothéliale différenciation tissu spécifique rôle de l environnement Expression sur des critères morphologiques phénotypiques : profil d expression spécifique de molécules de surfaces et protéines régulatrices fonctionnels Artères : contrôle du tonus vasomoteur Veines : contrôle de l adhésion leucocytaire Capillaires : contrôle de la perméabilité

8 Hétérogénéité des cellules endothéliales

9 III - Les fonctions de l endothélium Activité de Contrôle Tonus Vasomoteur Inflammation HEMOSTASE Perméabilité Réponse immune Fonction métabolique Formation et remodelage des vaisseaux sanguins Tonus Vasomoteur Angiogenèsevasculogenese

10 Endothélium et régulation de l hémostase Maintien de la fluidité sanguine résulte du maintien : de l intégrité endothéliale de l équilibre hémostatique 1 interactions plaquette vaisseaux «hémostase primaire» 2 génération de thrombine «coagulation» 3 dissolution des caillots «fibrinolyse»

11 Rôle de l endothélium dans le contrôle de l hémostase primaire Plaquettes ATP ADP Activation Inhibition PGI2 NO PAF FvW ADP ATPase Endothélium Sous-endothélium FvW

12 Endothélium et contrôle de la génération de thrombine Propriétés anticoagulantes de l endothélium quiescent IIa IIa AT GAG PS apc IIa TM Va VIIIa PC EPCR TFPI VII TFPI VIIa Xa TFPI X FT

13 Le facteur tissulaire (FT) Glycoprotéine transmembranaire (47kd) IIa Coagulation Récepteur des cytokines de type II VIIa Fonctions : FT - Hémostatiques: Initiation de la coagulation P PAR2 Souris FT low (déficit partiel) : phénotype hémorragique, réduction de thrombose in vivo Induction de la signalisation - Non hémostatiques: [Ca2+] MAPK PI3K/Akt Embryogenèse (angiogenèse embryonnaire) : souris FT - / - léthales (développement et maintien de l intégrité vasculaire) VEGF, upar, IL8, Egr-1, MMPs Angiogenèse tumorale Métastase Inflammation Inhibition de l apoptose migration cellulaire et invasion Protéolyse, chimiotactisme Angiogenèse, Survie cellulaire, Métastase, Croissance tumorale

14 Control of Plasmin generation by EC upa PAI-1 Plasminogen Plasmin PAI-1 tpa α2-antiplasmin Fibrinolysis (Blasi et al, Nature Reviews, 2002) Tissue remodeling Angiogenesis Cancer spreading

15 Functions of resting endothelial cells Anticoagulant Antiadhésif Nature Reviews / Immunology Tonus Vasomoteur contrôlé Perméabilité Sélective Traffic leucocytaire contrôlé

16 IV - Activation des cellules endothéliales

17 Activation des cellules endothéliales

18 Activation des cellules endothéliales

19 Activation Chronique et dysfonction endothéliale DYSFONCTION Pathologies vasculaires

20 PLAN I. Le système vasculaire : relation structure/fonction II. Hétérogénéité endothéliale III. Fonctions Endothéliales IV. Activation endothéliale V. Endothélium : cible et acteur en pathologie vasculaire

21 1. Isolement et mise en culture : Modèles d étude in vitro Culture de cellules endothéliales - Cellules endothéliales de la veine de cordon ombilical (HUVEC) (Jaffe et al 1973) - Cultures primaires de cellules endothéliales d artères ou veines - Lignées (HMEC-1 )

22 Modèles d étude in vitro Culture de cellules endothéliales 2. Caractérisation et étude du phénotype J-3 Morphologie Huvec Marqueurs - Récepteurs au VEGF - Molécules jonctionnelles (CD144,CD146, CD31) -vwf - Molécules d adhésion : ICAM-1, VCAM-1 - Endogline (CD105) J-7 Huvec CML Analyse Cytométrie de flux Microscopie à fluorescence CD146 vwf/dapi

23 3. Caractérisation fonctionnelle Modèles d étude in vitro Culture de cellules endothéliales 4. Etudes fonctionnelles statiques versus dynamiques

24 3. Caractérisation fonctionnelle Tests fonctionnels Modèles d étude in vitro Culture de cellules endothéliales Prolifération Activité angiogénique Formation de structures tubulaires en Matrigel Milieu + SDF-1 - Courbe de croissance - Incorporation BrdU «Wound healing assay» Migration

25 Modèles d étude in vivo Modèles Animaux Modèles animaux disponibles au laboratoire Souris Wild-Type Souris Nude Souris transgénique CD146 KO CD146 Rat Système immunitaire immunodéficient, peut recevoir des cellules humaines Sous promoteur CMV: KO constitutif Sous promoteur Tie2 : KO conditionnel Cadre législatif strict

26 Modèles Animaux Modèles d ischémie Ischémie périphérique Ischémie cérébrale (Moubarik C, Stem Cell Rev 2010) Souris NUDE A. C r brale Moyenne Ligature de l artère fémorale ECFC 19.4 mm A. Pt rygo-pallatine A. Ptrygo- Palatine A. Carotide Externe A. Carotide interne A. Carotide Commune PBS ECFC ECFC du sang de cordon (CM-Dil) Perfusion tissulaire (Laser Doppler) 1 h MCA O D 1 IV

27 PEC Etudes in vivo chez l homme Plasticité endothéliale Les compartiments endothéliaux Moelle osseuse Progéniteurs PEC Endothéliaux Mobilisation Régénération Néovascularisation endothélium circulant CEP CEC MPE Endothélium adhérent Lésion MPE Microparticules CEC Cellules endothéliales circulantes

28 Activation des cellules endothéliales

29 Activation des cellules endothéliales