Academic literature on the topic 'Cellules de muscle lisse vasculaires'

RésuméLa vitamine E, l'antioxydant liposoluble le plus important, fut découverte à l'Université de Californie à Berkeley en 1922. Depuis sa découverte, les études sur les tocophérols et les tocotrienols que constitue cette vitamine, ont été centrées pour la plupart sur leurs propriétés antioxydantes. En 1991, le groupe de Angelo Azzi (Boscoboinik et al. 1991a,b) fut le premier à décrire les fonctions autres que les antioxydantes et de transmission de signaux de l'α-tocophérol, en démontrant la régulation par la vitamine E de l'activité de la protéine kinase C dans les cellules de muscle lisse. Au niveau de la transcription, l'²-tocophérol module l'expression de la protéine de transfert hépatique de l'α-tocophérol, ainsi que l'expression du ge`ne alpha1 du collage`ne du foie, du ge`ne de la collagénase et du ge`ne de l'α-tropomyosine. Récemment, un facteur de transcription dépendant du tocophérol (la protéine associée au tocophérol) a été découvert. Il a été démontré sur des cellules cultivées que la vitamine E inhibe l'inflammation, l'adhésion cellulaire, l'agrégation des plaquettes et la prolifération des cellules de muscle lisse. Les avancées récentes de la biologie moléculaire et des techniques génomiques ont conduit à la découverte de nouveaux ge`nes et des mécanismes de transduction des signaux sensibles à la vitamine E.

Une culture de cellules musculaires lisses vasculaires a ete obtenue a partir de cortex renal de lapin. Ces cellules ont ete caracterisees en culture secondaire par une etude ultrastructurale, par leurs activites enzymatiques creatine phosphokinase et renine, et par leur presence d'un antigene specifique du muscle lisse vasculaire. Ces cellules synthetisent des derives de l'acide arachidonique, majoritairement de la prostaglandine e#2, et possedent un cotransporteur na#+/k#+/2 cl#-. Des recepteurs b#2 de la bradykinine ont ete mis en evidence sur ces cellules, leur stimulation induisant une augmentation de la concentration cytosolique de calcium par activation de canaux calciques et probablement par une activation simultanee de la phospholipase c, ainsi qu'une augmentation de la synthese de pge#2 par une stimulation de la phospholipase a#2. Ces cellules possedent des recepteurs b et c du facteur atrial natriuretique ayant une constante de dissociation k#d de 78 pm et un nombre total de sites de liaison de 30000 sites/cellule. L'anf induit une augmentation de la production de gmp cyclique pour des concentrations de 10 pm a 0,1 m. A 37c, les recepteurs c representent apparemment 90% des sites de liaison et a 4c cette proportion est de 35%. En presence d'un inhibiteur de l'internalisation a 37c cette proportion de recepteurs c diminue a 45%. La degradation de l'anf iode est due principalement a l'action d'une carboxypeptidase dont les produits de degradation majeurs sont la tyrosine et le tripeptide c terminal. L'occupation des recepteurs c ne modifie pas la reponse en gmp cyclique a l'anf. Ainsi, dans notre modele cellulaire, les recepteurs c ne jouent pas de role tampon et ne semblent pas impliques dans la degradation de cette hormone

Le remplacement d'un fragment de vaisseau malade par un greffon synthétique conduit à différentes réponses biologiques (thrombose, épaississement intimaI) qui peuvent amener une occlusion postopératoire de la prothèse. Le vaisseau hôte va réagir en formant un épaississement intimaI aux sites d'anastomoses. Cette prolifération, dépendante de facteurs de croissance, met enjeu principalement les cellules musculaires lisses (CML), suite à une lésion ou à un dysfonctionnement des cellules endothéliales. Nous avons développé un modèle de coculture pour étudier les réponses et les interactions des cellules endothéliales et des CML dans le cadre d'une lésion vasculaire. Les cellules ont été isolées à partir de l'artère aorte bovine. Dans notre modèle, l'héparine s'est montrée efficace pour freiner la prolifération des CML. Nous avons ensuite lié de manière covalente l'héparine sur deux supports protéiques constitués de gélatine et/ou d'albumine à l'aide d'un carbodiimide hydrosoluble. Nous observons une inhibition de la croissance des CML qui est proportionnelle à la fixation d'héparine sur ces membranes. Cette modification chimique de la surface protéique conduit à des variations des états énergétiques, physico-chimiques et structurales de ces surfaces qui se reflètent en partie sur la prolifération cellulaire. Ces supports héparinés semblent aussi avoir des répercussions sur la sécrétion des protéines de la matrice extra cellulaire, mais pas sur la sécrétion de métalloprotéinase(s) matricielle(s). Nos études sur la coagulation montrent que les supports héparinés acquièrent des propriétés anticoagulantes dès les plus faibles quantités d'héparine fixée
Replacement of a piece of sick vessel by a synthetic graft induces various biological responses (thrombosis, intimaI thickening) that can produce post-operative prosthesis occlusion. The host vessel reacts by forming an intimaI thickening at the sites of anastomosis. This growth factor-dependent proliferation primarily involves smooth muscle cells (SMC) and is triggered by an injury or dysfunction of endothelial cells. We have developed a co-culture model to study the interaction between endothelial cells and SMC and their biological response to vascular injury. Cells were isolated from bovine aorta arteries. Ln our model, heparin was shawn to be very effective in slowing down SMC proliferation. Heparin was covalently bound to two proteinic supports, which were composed of gelatin and/or albumin, using a water-soluble carbodiimide. We observed an inhibition of SMC growth that was proportion al to the amounts of heparin linked to these supports. Chemical modifications of proteinic surfaces lead to fluctuations of their physico-chemical, structural, or energetical states, that could in part impact cell proliferation. These heparinised supports also seemed to influence the secretion of extracellular matrix proteins, but not of matrix metalloproteinases. Our coagulation studies demonstrate that heparinized supports acquire anticoagulant properties starting with the lowest amounts of fixed heparin

L'anévrysme de l'aorte thoracique (TAA) est une dilatation chronique de la paroi aortique. Il se caractérise par une dégradation de la matrice extracellulaire et la raréfaction en cellules musculaires lisses (CML). Ces manifestations sont communes à tous les TAA (génétiques ou non génétiques). Notre hypothèse est qu'au monomorphisme tissulaire s'ajoute un ensemble de perturbations cellulaires et moléculaires communes. Ainsi, une dérégulation de la voie TGF-pl/Smad a été suspectée. Nous démontrons que l'activation de la voie Smad2 est un événement commun à tous les types de TAA. Cette activation est indépendante du TGF-pl. Ce travail met en évidence le contrôle de la dérégulation Smad2 par un mécanisme épigénétique. La régulation épigénétique, qui maîtrise à la fois la surexpression et l'activation de Smad2 confère des propriétés uniques : autonomisation, héritabilité, stabilité, spécificité cellulaire. Ce mécanisme entraine l'activation du gène SMAD2 par la modification du code histone et le recrutement de facteurs nucléaires (p53). L'ensemble de ce processus entraîne une modulation phénotypique de la CML anévrysmale. Smad2, en tant que facteur de transcription, induit la surexpression d'inhibiteurs de protéase. Cette modification du profil d'expression de la CML conduit à l'établissement d'un phénotype protecteur anti-apoptotique. En conclusion, ce travail démontre l'instauration d'une régulation épigénétique de la voie Smad2 et d'une reprogrammation épigénétique de la cellule musculaire lisse anévrysmale. Cette étude permet une meilleure compréhension de l'impact de la signalisation Smad2 et de l'importance des processus chroniques compensatoires dans la CML anévrysmale
Thoracic aortic aneurysm (TAA) is a chronic dilatation of the aortic wall. It is characterized by the extracellular matrix degradation and Smooth Muscle Cell (SMC) rarefaction. These features are common to ail types of TAA (genetic and non genetic forms). Our hypothesis is that there is, in addition to the tissue features, common cellular and molecular perturbations in TAA. Thus, the dysregulation of the TGF-pl/Smad pathway was predicted. We demonstrated a common activation of Smad2 in TAA, whatever the etiology. This activation is independent of TGF-pl. This work demonstrates that the Smad2 perturbation is controlled by an epigenetic mechanism. The epigenetic regulation of both activation and expression of Smad2 confers properties such as autonomization, heritability, stability and cell specificity. This mechanism induces SMAD2 activation by both histone code modification and transcription factor recruitment (p53). This process leads to a phenotypic switch of the aneurysmal SMC. Smad2, as a transcriptional factor, induces the overexpression of protease inhibitors and causes the development of an anti-apoptotic protective phenotype. In conclusion, we demonstrate the involvement of an epigenetic regulation of the Smad2 pathway and the phenotypic modulation of the aneurysmal SMC. This study underlines the impact of the Smad2 signaling pathway and the importance of chronic compensatory processes in the aneurysmal SMC

Une des propriétés majeures de la thrombine est le caractère pléiotropique de ses effets physiologiques et pathologiques, à la fois dans le compartiment sanguin et tissulaire de la paroi. Notre hypothèse est que les changements phénotypiques des cellules musculaires lisses vasculaires (CMLVs) participent aux modifications des propriétés pro- et anticoagulantes de la paroi. Les objectifs ont été d’étudier : (i) le rôle prothrombotique des CMLVs dans l’hypertension chez le rat SHR et le syndrome métabolique (Smet) chez le rat Zucker, (ii) les mécanismes de régulation de la génération de thrombine par l’intégrine αvβ3 des CMLVs (récepteur de la pro- thrombine), et de développer des glyco-peptides fluorés pour l’imagerie permettant d’évaluer l’activité de cette intégrine dans la paroi, et (iii) d’évaluer l’effet de variants génétiques du locus 9p21 de susceptibilité aux maladies coronariennes sur le phénotype de coagulation. Résultats : Les CMLVs sont responsables du phénotype prothrombotique de la paroi artérielle associée à l’hypertension chez le rat SHR. Les acides gras libres et l’inflammation vasculaire augmentent la génération de thrombine dans les 2 compartiments ce qui se traduit par une fibrinolyse diminuée et une activité métallo-protéinase augmentée chez Le rat Zucker. L’invalidation de l’intégrine αvβ3 des CMLVs diminue la génération de thrombine dans les 2 compartiments et ralentit la survenue de thrombose carotidienne en réponse à une stimulation l’angiotensine. Le traçage de l’intégrine αvβ3 par des glyco-peptides comprenant une séquence RGD a été validé au niveau plaquettaire et des CMLVs. La souris invalidée pour le locus 9p21 exprime un phénotype pro-thrombotique qui est retrouvé chez l’homme pour certains variants (rs10120688 et rs1333040) dans ce locus. En conclusion, la CML est un support cellulaire clé de réactions procoagulants et pourrait être impliqué via les intégrines et/ou ses récepteurs pour la thrombine dans un couplage thrombine tissulaire – rigidité cellulaire dans les pathologies vasculaires
One of the major properties of thrombin is the pleiotropic character of its physiological and pathological effects, both in the blood compartment and the tissue of the arterial wall. We hypothesized that the phenotypic changes of vascular smooth muscle cells (VSMCs) are involved in modifications of pro- and anti-coagulant properties of the arterial wall. The objectives were to examine: (i) the prothrombotic role of VSMCs in hypertension of SHR rats and in the metabolic syndrome (Smet) of Zucker rats, (ii) regulatory mechanisms of thrombin generation by integrin αvβ3 of VSMCs (a pro-thrombin receptor), and to develop fluorinated glyco- peptides for imaging, to assess the activity of this integrin in the wall, and (iii) evaluate the effect of genetic variants of the 9p21 locus that give a susceptibility to coronary heart disease on the coagulation phenotype. Results: The VSMCs are responsible for the prothrombotic phenotype of the arterial wall associated with hypertension in SHR rats. Free fatty acids and vascular inflammation increase thrombin generation in the two compartments resulting in decreased fibrinolysis and an increased metallo-proteinase activity in the Zucker rats. The invalidation of integrin αvβ3 of VSMCs reduced thrombin generation in the two compartments and slowed angiotensin-induced carotid thrombosis. Tracing of the integrin αvβ3 by glyco-peptides including RGD was validated at the platelet level and VSMCs. Mice invalidated for the 9p21 locus express a prothrombotic phenotype that is found in humans for certain variants (rs10120688 and rs1333040) in this locus. In conclusion, the VSMC is a cell supported key to procoagulant reactions and may be involved via integrins and/or its receptors for thrombin in the ”tissular thrombin - cell rigidity” coupling in vascular pathologies

Au cours des trente dernières années, l’ingénierie du tissu vasculaire a connu un essor considérable dû à un besoin clinique important de greffons vasculaires adéquats pour le remplacement d’artères de faible diamètre. En effet, les greffes autologues ou synthétiques actuels de faible diamètre s’accompagnent souvent d’une défaillance à l’intérieur de 5 à 10 ans. Malgré les efforts injectés dans les dernières années, la translation vers la clinique d’artères régénérées ne connait pas les résultats escomptés. L’un des défis majeur dans l’ingénierie tissulaire est le contrôle des fonctions cellulaires qui dicte la maturation des constructions. De nombreuses études ont été menées sur la réponse des cellules musculaires lisses (abréviation en anglais : SMC désignant «smooth muscle cell») en 2D sous contrainte cyclique, mais peu ont examiné l'effet de la contrainte cyclique sur les SMC en 3D afin d'optimiser les stratégies de contrôle de bioréacteurs pour la maturation et régénération des tissus. Ainsi, ce projet de recherche vise à faire l’étude des effets de stimuli mécaniques cycliques sur des échafaudages cellularisés de collagène. Le collagène a été utilisé comme échafaudage dû à ses excellentes propriétés biologiques et aussi car il est présent dans la paroi des artères physiologiques. Un système permettant d’imposer des stimuli mécaniques cycliques en 2D aux constructions 3D de collagène cellularisées a donc été développé. Les contraintes cycliques ont révélé une orientation préférentielle des cellules dans le sens de la contrainte, ainsi qu’une orientation des fibrilles de collagène dans ce même sens par les cellules. De plus, le remodelage effectué par les cellules a permis d’augmenter les propriétés viscoélastiques de la construction et d’obtenir un comportement mécanique à la relaxation de contrainte semblable aux veines saphènes. Les cellules ont également démontré une désensibilisation face aux contraintes cycliques. Cette recherche a ainsi permis de répondre à certaines questions reliées aux comportements cellulaires dans un environnement 3D sous condition de stimulation mécanique. L’approfondissement des connaissances des comportements cellulaires en environnement 3D sous contrainte cyclique demeurent un défi clé dans l’obtention d’artères régénérées ayant des propriétés physiologiques similaires à celles d’artères natives.
In the last thirty years, vascular tissue engineering has emerged as an important field in tissue engineering due to a significant clinical need for adequate vascular graft for replacement of small diameter artery. Indeed, the current autologous or synthetic grafts of small diameter present a high failure rate within 5 to 10 years. Despite the efforts injected in the recent years, the clinical translation of engineered artery constructs is far from being successful. One of the challenges encountered in tissue engineering is the control of cellular functions that dictates the maturation of tissue engineering constructs. Furthermore, numerous studies have been conducted on the response of smooth muscle cells (SMC) in 2D under cyclic strain, but a few have examined the effect of cyclic strain on SMCs in 3D to optimize the control strategies of bioreactors for tissue maturation and generation. Thus, this research project aims to study the effects of cyclic mechanical stimuli on cellularised collagen scaffolds. Collagen has been used as a scaffold due to its excellent biological properties and since it is found in the wall of physiological arteries. A system for imposing cyclic mechanical stimuli in 2D to 3D cellularised collagen constructs was therefore developed. The cyclic stresses revealed a preferential orientation of the cells in the direction of the strain, as well as an orientation by the cells of the collagen fibrils in the same direction. Moreover, the remodeling performed by the cells led to an improvement of the viscoelastic properties of the construct and to a mechanical behavior similar to the saphenous vein under stress-relaxation. The cells also shown a desensitization to cyclic mechanical stimuli. Thus, this research allowed to answer some of the questions related to cellular behavior in a 3D environment under mechanical stimulation. Deepening our knowledge of cell behavior in 3D environment under cyclic mechanical stimuli remains a key challenge in obtaining regenerated artery with similar physiological properties than native arteries.

La calcification vasculaire (CV) est un processus fréquent de dégénérescence vasculaire qui compromet l’intégrité des vaisseaux et augmente le risque de mortalité par accidents cardiovasculaires. Le calcium et le phosphate sont des agents à fort pouvoir pro-calcifiant. Ainsi, le dysfonctionnement du métabolisme phosphocalcique est un facteur de risque majeur de développer des CV. Au niveau des cellules parathyroïdiennes, l’activation du récepteur sensible au calcium (CaSR) régule la synthèse et la sécrétion de la parathormone (PTH) en réponse à des variations de la calcémie. Ce récepteur apparaît donc comme une cible thérapeutique de choix dans le contrôle du métabolisme phosphocalcique. Actuellement, le calcimimétique Cinacalcet®, un modulateur allostérique du CaSR parathyroïdien, est utilisé en thérapeutique pour réguler les désordres phosphocalciques observés chez les patients atteints d’insuffisance rénale chronique (IRC). Cette action pourrait atténuer le développement des CV. De nombreuses études suggèrent que l’activation locale par les calcimimétiques du CaSR exprimé par les cellules musculaires lisses vasculaires (CMLV) pourrait réduire le développement des CV. Cependant, les mécanismes impliqués n’ont pas encore été élucidés. L’objectif de ce travail était d’identifier les mécanismes cellulaires et moléculaires par lesquels l’activation locale du CaSR protège les CMLV de la calcification. Afin de répondre à cet objectif, nous avons développé un modèle de calcification in vitro de CMLV isolées à partir d’aortes humaines (CMLVh). Nous démontrons que l’exposition des CMLVh à des concentrations élevées de calcium extracellulaire favorise la sécrétion d’une matrice collagénique, siège de la calcification. Dans ces conditions pro-calcifiantes, l’ajout de calcimimétiques (AMG 641 ou R-568) ralentit la sécrétion de matrice, réduisant ainsi la formation de la calcification. Ces données confirment qu’en dehors de son action systémique régulatrice des désordres phosphocalciques, le CaSR, lorsqu’il est activé au niveau des CMLVh bloque localement la sécrétion de collagène de type I, inhibant ainsi la formation minérale. Enfin, l’usage des calcimimétiques favorise l’expression du CaSR à la surface des CMLVh, bloquant ainsi la perte d’expression du CaSR observée en conditions pro-calcifiantes, ce qui pourrait amplifier les effets protecteurs observés sur la formation du dépôt minéral.

La protéine G monomérique Rac1 est une protéine de signalisation connue pour réguler des fonctions clés des cellules musculaires lisses (CML) in vitro. L'objectif de ma thèse a été d'identifier le rôle in vivo de Rac1 dans ces cellules. Pour cela, nous avons développé un nouveau modèle murin permettant une délétion inductible du gène Rac1 spécifiquement dans les CML (souris SM-Rac1-KO). La caractérisation phénotypique de ces animaux a permis de mettre en évidence que la déficience en Rac1 dans les CML vasculaires induit une augmentation de la pression artérielle. Cette hypertension se définit par une altération de la voie de signalisation NO/cGMP et une perte d’inhibition de la protéine contractile RhoA par son régulateur p116RIP3. Nous avons ainsi pu mettre en évidence que la protéine Rac1 est un régulateur de la contraction des CML vasculaires et joue un rôle important dans le contrôle de la pression artérielle. A l'inverse, nous avons observé que les souris SM-Rac1-KO présentent une diminution de la broncho-réactivité. Mes résultats mettent en évidence que Rac1, dans les CML des voies aériennes, participe à l'augmentation de la concentration calcique intracellulaire nécessaire à la broncho-constriction. De plus, nous avons démontré que dans un modèle d'asthme allergique, la baisse d'expression ou d'activité de Rac1 dans les CML aériennes prévient l'hyper-réactivité bronchique caractéristique de la pathologie. L'appareil digestif est également un système riche en CML et nos premiers résultats montre une altération du transit intestinal chez les souris SM-Rac1-KO qui se traduit par un arrêt de la prise de poids des animaux après l'induction de la délétion de Rac1 dans les CML. L'ensemble de ce travail démontre que Rac1 joue un rôle essentiel dans la contraction des CML. Mes résultats mettent en évidence que les voies de signalisation contrôlées par Rac1 diffèrent en fonction de l'origine des CML, ce qui mène à des effets différents de Rac1 sur les niveaux de contraction des CML.