Effet de l'homocystéine sur le phénotype des cellules musculaires lisses artérielles : effet direct ou dysfonction endothéliale ?, Effect of homocysteine on arterial smooth muscle cells phenotype : direct effect or endothelial dysfunction ?

Xuedan Ke

Description

Sous la direction de Philippe Charpiot
Thèse soutenue le 30 avril 2010: Aix Marseille 2
La modulation phénotypique des cellules musculaires lisses (CML) artérielles d’un phénotype contractile vers un phénotype synthétique en réponse à des stimuli pathogènes est impliquée dans le développement de l’artériosclérose. Il est clairement établi que l'homocystéine (HCY) induit un remodelage de type artériosclérose au niveau des artères élastiques. Ce remodelage pathologique induit par l'HCY est dominé par l'accumulation de CML présentant un phénotype synthétique associée à une dysfonction endothéliale. Cependant, l'effet de l'HCY sur le phénotype des CML n’a pas été clairement décrit. Compte tenu du rôle déterminant des cellules endothéliales dans la modulation du phénotype des CML artérielles, l’objectif de notre travail est de déterminer dans quelle mesure l’effet de l’HCY sur le phénotype des CML est direct ou est dépendant d’une dysfonction endothéliale. Nous avons montré que des concentrations pathologiques d’HCY augmentent la prolifération de CML d’artères ombilicales humaines en culture et augmentent leur potentiel protéolytique par un mécanisme dépendant des espèces réactives de l'oxygène. Dans le même temps, l’HCY ne modifie pas l'expression des collagènes de type I et III et de la fibronectine, ni l'expression de protéines contractiles (SM a-actine, calponine hl, SMMHC et smoothéline B). Que ce soit sur des CML pré-conditionnées ou non par du milieu de culture conditionné (MC) de cellules endothéliales de veine ombilicales (HUVEC), nous avons montré que le MC d’HUVEC stimulées par 100µM d'HCYne lève pas l'inhibition de la prolifération des CML induite par les HUVEC et ne modifie pas l'expression des collagènes de type I et III et de la fibronectine, ni l'expressìon de protéines contractiles. Nos résultats sont en faveur d’un effet modulateur direct de l'HCY orientant le phénotype des CML vers un phénotype synthétique. S’il est connu que l'HCY induit une dysfonction endothéliale, cette dysfonction ne semble pas avoir de conséquences sur le phénotype des CML.
-Artériosclérose
-Homocystéine
-Cellules endothéliales
-Cellules musculaires lisses
-Coculture
Phenotype switching of arterial smooth muscle cells (SMC) from a contractile phenotype through a synthetic phenotype in response to pathogenic stimuli is involved in the development of arteriosclerosis. It is well established that homocysteine (HCY) induces arteriosclerosis in elastic arteries. This pathologic arterial remodelling is characterized by the accumulation of SMC showing synthetic phenotype associated with an endothelial dysfunction. However, the effects of HCY on SMC phenotype are unclear. Since endothelial cells play a key role in the regulation of SMC phenotype, the goal of our study is to determine whether HCY modulates the SMC phenotype through a direct effect or through the induction of an endothelial dysfunction. We found that pathologic concentrations of HCY increase the proliferation of human arterial umbilical SMC in culture and increase their proteolytic potential through a reactive oxygen species dependant mechanism. We also found that HCY has not effect on the expression of type I and III collagen and fibronectin, as well as contractile proteins (SM a-actine, calponine hl, SMMHC et smootheline B). Using pre-conditionned or not pre-conditionned SMC by conditionned culture medium (MC) from human umbilical vein endothelial cells (HUVEC), we found that MC from HUVEC stimulated with 100µM of HCY prevent the inhibition of proliferation induced HUVEC and did not altered the expression of type I and III collagen and fibronectin, as well as contractile proteins. Our results suggest that HCY can directly modulate the SMC phenotype towards a synthetic phenotype. Although HCY as been previously shown to induce an endothelial dysfunction, this latter does not seem to be involve in the modulation of SMC phenotype associated with hyper homocysteinemia.
Source: http://www.theses.fr/2010AIX22952/document

Sujets

• Athérome
• Homocystéine

Informations

• Publié par: Thesee
• Nombre de lectures: 147
• Langue: Français
• Poids de l'ouvrage: 8 Mo

Extrait

Université de la Méditerranée
(Aix-Marseille II)
Unité de Formation et de Recherche de Pharmacie
THESE
présentée
à la Faculté de Pharmacie de Marseille
pour l’obtention du grade de
DOCTEUR DE L’UNIVERSITE DE LA MEDITERRANEE
par
XueDan KE
Effet de l’homocystéine sur le phénotype des cellules musculaires
lisses artérielles : effet direct ou dysfonction endothéliale ?
Soutenue le 30 avril 2010
Devant le Jury
Monsieur le Docteur Karim SENNI, Rapporteur
Monsieur le Professeur Laurent MARTINY, Rapporteur
Monsieur le Professeur Philippe CHARPIOT, Directeur de thèse
Monsieur le Professeur Gaston GODEAU, Examinateur
Monsieur le Docteur Edouard LAMY, Examinateur
Madame le Docteur Alexandrine FOUCAULT-BERTAUD, Examinateur
Monsieur le Docteur Charles CALLIN, Membre invité
- 1 - Ce travail a été réalisé au sein du laboratoire de biochimie fondamentale,
moléculaire et clinique rattachée à l’UMR- S 608 à la Faculté de Pharmacie de
l’Université de la Méditerranée, sous la direction du Professeur Philippe
CHARPIOT et avec le soutien financier de l’association PRRIMOH
(Programme de Recherche et d’Information des Maladies Orphelines
Héréditaires du tissu Conjonctif).
Je tiens à exprimer ma profonde gratitude aux membres fondateurs de
PRRIMOH et tout particulièrement à Monsieur le Docteur Charles CALLIN et
Monsieur Philippe DURANTON de la confiance qu’ils m’ont témoignée. Je
remercie également tous les membres Rotariens de tous les districts de leur
soutien indéfectible et qu’ils soient assurés de ma reconnaissance.
- 2 - Je tiens à exprimer tout d’abord mes remerciements aux membres du jury.
Merci à Monsieur le Professeur Philippe CHARPIOT, qui m’a accueillie au sein de son
équipe et accepté de diriger cette thèse en me faisant profiter de ses nombreuses
connaissances. Qu’il me soit permis par ce manuscrit de lui témoigner ma profonde
reconnaissance pour la confiance et le soutien qu’il m’a accordé.
Merci à Monsieur le Professeur Gaston GODEAU, qui me fait l’honneur de juger ce travail
et d’en être le président. Veuillez accepter mes très sincères remerciements.
Merci à Monsieur le Professeur Laurent MARTINY et Monsieur le Docteur Karim SENNI
pour avoir accepté d’examiner mon mémoire et de faire partie de mon jury de thèse.
Merci aux Docteurs Alexandrine BERTAUD et Edouard LAMY. Veuillez trouver ici toute ma
reconnaissance pour avoir su m’orienter dans mon travail en me faisant bénéficier de vos
compétences et précieux conseils. Merci pour votre disponibilité et soutien permanents tout le
long de ces quatre années.
Merci à Monsieur le Docteur Charles CALLIN de faire partie de ce jury malgré vos
occupations. Veuillez trouver ici l’expression de ma profonde gratitude.
- 3 - Je teins à remercier l’ensemble de l’équipe du laboratoire de biochimie. Je me souviendrai de
tous les bons moments partagés avec vous. Merci à Cécile pour sa gentillesse, Marion pour
sa bonne humeur, Sandrine pour m’avoir permis des vacances inoubliable à Ensuès-la-
Redonne, Alexandrine, Claire, Dominique, Edouard, Philippe, Raymond, André, Thierry pour
leur amitié, Martine pour son aide et Annick pour ses bons petits plats. Je remercie tout
particulièrement Corinne. C’est grâce à ton soutien sur le plan technique et tes grandes
qualités humaines que ce travail a pu être mené à bien.
Je tiens à remercier tous les chercheurs et thésards de l’Unité UMR-S 608 "Physiologie de
l’endothélium" dirigée par Madame le Professeur Françoise DIGNAT-GEORGE. Merci pour
leur soutien logistique et leurs conseils avisés : Gilles, Paul, Marcel, Nathalie, Francine,
Benjamin, Karim., Stéphane, Elise, Dilyana, Agnès, Jalil, Karim, Sébastien, Nicolas et tous
les autres....
Je n’oublie pas mes chers amis compatriotes qui m’ont accompagnée au cours de ces années
en France : Yingli, Wei, Runying, Qin, Jianbing, Yi, Dong. Merci d’avoir partagé cette
aventure. Merci pour vos soutiens et encouragements.
Je tiens à remercier la famille CHAREYRE pour leur amitié et leur générosité.
Je dédie aussi ce travail à mes parents, mes sœurs et mon frère et toute ma famille pour leur
soutien et leurs encouragements.
Enfin, je remercie Wei. Merci pour ton écoute, ton soutien et tes encouragements.

- 4 - TABLES
- 5 - TABLE DES MATIERES
INTRODUCTION ___________________________________________________________ 9
REVUE BIBLIOGRAPHIQUE ________________________________________________ 13
I. Physiologie des cellules musculaires lisses artérielles_________________________________ 14
I.A. Organisation générale de la paroi artérielle ____________________________________________ 14
I.B. Environnement matriciel des cellules musculaires lisses __________________________________ 16
I.C. Fonction des cellules musculaires lisses_______________________________________________ 18
II. Hétérogénéité phénotypique des CML____________________________________________ 19
II.A. Caractéristiques du phénotype de la CML ____________________________________________ 19
II.A.1. Morphologie _______________________________________________________________ 19
II.A.2. Prolifération et migration _____________________________________________________ 21
II.A.3. Synthèse de macromolécules matricielles _________________________________________ 21
II.A.4. Dégradation de macromolécules matricielles : Balance MMP/TIMP ____________________ 21
II.A.5. Protéines contractiles_________________________________________________________ 26
II.B. De l’hétérogénéité phénotypique à la modulation phénotypique des CML ___________________ 29
II.B.1. Origine de l’hétérogénéité des CML : la modulation phénotypique _____________________ 30
II.B.2. Principaux facteurs qui modulent le phénotype des CML_____________________________ 32
III. Homocystéine et pathologie artérielle____________________________________________ 37
III.A. Homocystéine et Hyperhomocystéinémie ____________________________________________ 38
III.A.1. Métabolisme de l'homocystéine ________________________________________________ 38
III.A.2. Homocystéine plasmatique ___________________________________________________ 39
III.A.3. Etiologie des hyperhomocystéinémies___________________________________________ 39
III.A.4. Traitement ________________________________________________________________ 43
III.B. Mécanismes pathogéniques de l'hyperhomocystéinémie_________________________________ 43
III.B.1. Mécanismes moléculaires ____________________________________________________ 43
III.B.2. Induction d’une dysfonction endothéliale ________________________________________ 44
III.B.3. Hyperplasie intimale ________________________________________________________ 46
OBJECTIF DU TRAVAIL ____________________________________________________ 47
MATERIELS ET METHODES ________________________________________________ 50
I. Cultures cellulaires ___________________________________________________________ 51
I.A. Isolement et entretien des cellules ___________________________________________________ 51
I.A.1. Cellules endothéliales (CE) ____________________________________________________ 51
I.A.2. Cellules musculaires lisses (CML) _______________________________________________ 51
I.B. Effet direct de l’homocystéine sur le phénotype des cellules musculaires lisse en culture ________ 52
I.C. Effet de l’homocystéine sur le phénotype des CML en coculture avec des cellules endothéliales___ 53
I.C.1. Préparation des milieux conditionnés de CE (MC)___________________________________ 53
I.C.2. Stimulation des CML _________________________________________________________ 54
- 1 - II. Analyses biochimiques________________________________________________________ 56
II.A. Prolifération des CML ___________________________________________________________ 56
II.A.1. Principe ___________________________________________________________________ 56
II.A.2. Mode opératoire ____________________________________________________________ 56
II.B. Test d’apoptose _________________________________________________________________ 56
II.B.1. Principe ___________________________________________________________________ 56
II.B.2. Mode opératoire_____________________________________________________________ 57
II.C. Dosage de la production des espèces réactive de l’oxygène _______________________________ 57
II.C.1. Principe ___________________________________________________________________ 57
II.C.2. Mode opératoire_____________________________________________________________ 57
II.D. Dosage protéique : méthode BCA___________________________________________________ 58
II.D.1. P