Endothélium et Inflammation

Endothélium et Inflammation
Pr Françoise Dignat-George
Master de Pathologie Humaine International
Endothélium et inflammation
PLAN
1. Les molécules d’adhérence
2. Dynamique de l’adhésion leucocyte-endothélium
3. Régulation de l’adhésion
4. Conséquences de l’adhésion
5. Implications en pathologies
6. Perspectives thérapeutiques
Molécules d’adhérence
endothéliales pour les leucocytes
et biologie vasculaire
ROLE PHYSIOLOGIQUE
Contrôle du trafic des leucocytes entre sang et
tissus.
ROLES PATHOLOGIQUES
Inflammation: vascularites, choc septique, rejet de greffes.
Hémostase et thrombose: athérosclérose, ischémie /
reperfusion
Cancer: invasion, métastase
Les molécules impliquées dans l’adhésion
Leucocyte-Endothélium
Les Sélectines
P-sélectine
NH2
E-sélectine
NH2
E
domaine EGF
L-sélectine
NH2
C domaine « régulateur
du complément »
L
membrane
plasmique
domaine lectine
ligands osidiques
COOH
COOH
COOH
cytoplasme
Les ligands des Sélectines
• Glycoprotéines transmembranaires présentant des structures
oligosaccharidiques (carbohydrates)
• Comportent un motif commun reconnu par les trois sélectines :
tetrasaccharide Sialyl Lewis x (CD15)
• Ligands :
P-sélectine : PSGL-1, CD24
L-sélectine : GlyCAM-1, CD34, MadCAM-1, PSGL-1
E-sélectine : ESL-1, PSGL-1
• Transmission d’un signal après liaison Sélectines/Ligands
Superfamille des Immunoglobulines
Dynamique du recrutement leucocytaire
leucocyte
capture
roulement
Activation progressive
roulement
lent
adhésion
ferme
transmigration
endothélium
SELECTINES
chémoattractants
tissus
INTEGRINES
chémoattractants
Dynamique du recrutement leucocytaire
Dynamique du recrutement leucocytaire
LE ROLLING
• Adhésion transitoire et de faible intensité dont le but est de ralentir les
leucocytes
• Nécessite l’activation de l’endothélium
• Dépendant des SELECTINES
- Inhibé in vitro et in vivo par des anticorps bloquants dirigés contre
Sélectines
absent chez les souris P-Sélectine KO
P-Sélectine : capture et roulement rapide
E-Sélectine : roulement lent et initiation de l’adhésion ferme
• Rôle de VLA4 (Henderson et al., J. Exp. Med., 2001, 194:219-226)
Dynamique du recrutement leucocytaire
L ’ADHESION FERME
• Après une étape de rolling
• Dépendante des intégrines et des molécules de la superfamille
des immunoglobulines
- inhibée in vitro et in vivo par des anticorps anti-ICAM-1,
VCAM-1, LFA-1, VLA4
- Souris ICAM-1 KO et CD18 KO : déficit de la réaction
inflammatoire
- Souris VCAM-1 ou VLA4 KO non viables
Dynamique du recrutement leucocytaire
Dynamique du recrutement leucocytaire
LA TRANSMIGRATION
Nécessite :
A travers un endothélium au repos :
- chémoattractant exogène
A travers un endothélium stimulé :
- induction des molécules d’adhérence
- production de cytokines inflammatoires
- sécrétion de chémokines par la cellule endothéliale
Molécules impliquées :
PECAM-1, ICAM-1, VE- Cadhérine
Roulement des leucocytes
Tight junction
LES JONCTIONS ENDOTHELIALES
Lien entre environnement cytoplasmique et protéines
du cytosquelette
Polarité cellulaire
Inhibition de croissance par le contact cellulaire
Régulation de la perméabilité
Degrés variables de complexité tout au long de l’arbre
vasculaire
(artères et vaisseaux cérébraux: +++, veinules +)
ROLE ARCHITECTURAL
Formation de la monocouche endothéliale et contrôle de son
intégrité.
Inhibition de la prolifération.
ROLE BIOLOGIQUE
Perméabilité.
Angiogenèse.
Extravasation des leucocytes.
Extravasation des cellules tumorales.
TRANSENDOTHELIAL MIGRATION
CD146
Changement de la distribution in vivo de la VE-cadherine
au site de contact cellule-cellule après adhésion de PNN.
(The Journal of Cell Biology, 1996, 135 (2): 497-510)
Régulation de l’adhérence leucocyte-endothélium
1. Les chémokines
Structure et classification
- Petits peptides de 6 à 14 Kd
- Famille multigénique d’environ 40 molécules, avec homologie de
structure : 4 résidus cystéines dans des sites conservés
Structure
C-X-C :
α chémokines
C-C :
β chémokines :
Chémokines
IL-8, SDF1...
Cibles
neutrophiles, lymphocytes,
cellules non
hématopoïétiques
RANTES, MIP1-α,β Monocytes, lymphocytes,
éosinophiles
MCP-1...
Régulation de l’adhérence leucocyte-endothélium
1. Les chémokines
Fonctions
- Hématopoïèse
- Migration cellulaire et infiltration spécifique des cellules
vers un site inflammatoire
- Activation cellulaire (Lymphocytes T, polynucléaires…)
Régulation de l’adhérence leucocyte-endothélium
1. Les chémokines
Rôles dans le recrutement leucocytaire
Déclenchement de l’adhérence ferme par activation des βετα1 et
βετα 2 intégrines leucocytaires :
- Présentées à la surface luminale de la cellule endothéliale
par l’intermédiaire des protéoglycanes
- Agissent sur des récepteurs cellulaires couplés aux protéines G
In vitro : le blocage des récepteurs des chémokines par la
toxine pertussique inhibe l’adhésion ferme
Régulation de la transmigration :
par activation différentielle des
intégrines : activation transitoire de VLA4,
Activation soutenue de VLA5 favorisant la migration tissulaire
Régulation de l’adhérence leucocyte-endothélium
2. Activation des intégrines leucocytaires
Conformation
inactive
Chémokines
Conformation active
ligand
ligand
Signalisation dépendante
des sélectines
Régulation de l’adhérence leucocyte-endothélium
3. Activation séquentielle de la cellule endothéliale
Médiateurs inflammatoires précoces
Histamine
Thrombine
Médiateurs inflammatoires tardifs
cytokines
10min-4h
16h
P/E-sélectines
ICAM-1, VCAM-1
Rolling
Adhésion ferme
Régulation de l’adhérence leucocyte-endothélium
4. Distribution des molécules d’adhérence
Régulation de l’adhérence leucocyte-endothélium
5. Rôle du flux
Régulation de l’adhérence leucocyte-endothélium
6. Clivage/ internalisation des molécules d’adhérence
et Réversibilité de l’adhérence
Sélectines : clivage des sélectines sous l ’action des protéases
(shedding de la L-sélectine)
Empêche une adhérence inappropriée
Intégrines : internalisation du complexe LFA-1/ICAM-1
retour à la configuration moléculaire de basse
affinité
Conséquences de l’adhérence leucocyte-endothélium
Polynucléaire activé
Radicaux oxygénés
Activation du
complément et de
la coagulation
Histamine
Sérotonine
Cytokines
Protéases
Endothélium
Perte de l ’intégrité
Augmentation perméabilité
Molécules d’adhérence et pathologies vasculaires
Invasion, métastases
Rejet de greffe
Athérosclerose
Angiopathies diabétiques
Glomérulopathies
Vascularites
Ischémie-Reperfusion
Syndrome de détresse respiratoire aiguë
Choc septique
Lupus érythémateux systémique
Granulomatose de Wegener
Arthrite rhumatoïde
Asthme...
Adhésion et athérosclérose
Activation endothéliale
Adhésion leucocytaire
Infiltration par les macrophages
et lymphocytes
. Cellules spumeuses
. Migration des fibres
musculaires lisses
Molécules d’adhésion et athérosclérose
Rôles de VCAM-1 et ICAM-1
Chez l’homme,
- Expression accrue de ICAM-1 et P-sélectine par les cellules
endothéliales recouvrant la plaque
- Augmentation des molécules d’adhérence solubles : facteurs
de risque dans la survenue des complications thrombotiques
- Polymorphisme de la E-sélectine associée à un risque accrue
d’athérosclérose sévère précoce.
Thérapeutiques anti-adhésives
Les différentes stratégies
Médicaments non spécifiques :
•
•
•
•
Glucocorticoïdes
Pentoxifylline
AINS
Flavonoïdes
Blocage de l’interaction récepteur/ligand :
•
•
•
•
•
Anticorps monoclonaux d’origine murine
Anticorps monoclonaux humanisés
Drogues inhibant le signaling « inside out » des intégrines
Oligonucléotides anti-sens
Petites molécules bloquant le site ligand des intégrines (en développement)
Approche plus globale :
• Inhibition de NF-κB
Thérapeutiques anti-adhésives
Réalités ou Résultats
Chez l’animal…. :
Effet protecteur dans de multiples modèles de réaction inflammatoire
délétère en particulier l ’ischémie-reperfusion
Chez l’ homme…. :
-
anti-ICAM-1, anti-CD18, oligosaccharide Sialyl Lewis x : décevants
dans l ’infarctus du myocarde ou les accidents ischémiques
cérébraux
-anti-VLA4 humanisé : bons résultats dans la maladie de Crohn’s et la
sclérose multiple
- anti-LFA1 : bons résultats dans le psoriasis