Navigation – Plan du site
114 | 2015
Annuaire du Collège de France 2013-2014
Résumé des cours et travaux 114e année
VII. Équipes accueillies

Rôle des protéines matricielles dans l’hypoxie et l’angiogenèse

CIRB
Stéphane Germain
p. 1005-1008

Entrées d’index

Mots-clés :

angiogenèse, hypoxie
Haut de page

Texte intégral

   

Responsable : Stéphane Germain

Recherche : hypoxie, angiogenèse et intégrité vasculaire en pathologie cardiovasculaire et tumorale

1L’hypoxie, ou diminution de la pression partielle d’oxygène, est une caractéristique des tumeurs et des maladies cardiovasculaires ischémiques. Cette altération du microenvironnement hypoxique provoque une reprogrammation de l’expression de gènes codant pour des protéines impliquées dans la régulation de l’intégrité vasculaire et la reperfusion tissulaire. Notre recherche porte sur l’étude des mécanismes moléculaires impliqués dans l’hypoxie et l’angiogenèse en réponse à l’ischémie. Dans ce contexte, nous avons émis l’hypothèse que les gènes régulés par l’hypoxie peuvent constituer des marqueurs de diagnostic et/ou de cibles thérapeutiques de pathologies ischémiques et tumorales, où l’angiogenèse est modulée par l’hypoxie.

A. Pathologies ischémiques

217 millions de personnes meurent de maladies cardio-vasculaires, principalement d’infarctus du myocarde (AMI) et d’accident vasculaire cérébral (AVC), par an. La reperfusion est le traitement de choix pour limiter les atteintes tissulaires. Cependant, un endothélium endommagé ne permet pas une reperfusion optimale, on parle alors de no-reflow. Ainsi, optimiser les stratégies thérapeutiques visant au maintien de l’intégrité vasculaire et à une reperfusion la plus efficace possible représente un enjeu médical important.

  • 1  Galaup A., Circulation, 125, 2012, 140-9.
  • 2  Bouleti C., Eur Heart J, 34, 2013, 3657-68.

3Nous avons montré que la protéine Angiopoietin-like 4 (ANGPTL4), sécrétée par les cellules endothéliales, est une cible majeure de l’hypoxie, et démontré son rôle dans la modulation de la perméabilité vasculaire au cours de l’infarctus du myocarde1 et de l’AVC2. Mécanistiquement, ANGPTL4 module la signalisation VEGF/VEGFR2 en diminuant la phosphorylation de Src, conduisant ainsi à une stabilisation de jonctions entre cellules endothéliales. Nos études montrent donc qu’ANGPTL4 protège l’intégrité vasculaire après ischémie/reperfusion et représente une nouvelle cible thérapeutique. Ces recherches ont donné lieu au dépôt d´un brevet (PCT/EP2011/050682) et sont poursuivies dans le cadre d’un projet financé par l’Agence nationale de la recherche (programme Émergence 2013/2014). Le but de cette recherche est de valider cette preuve de concept de protection vasculaire au cours de l’infarctus du myocarde, dans des modèles pré-cliniques pertinents pour la pathologie humaine (porc). Ces études sont menées en collaboration avec l’équipe 3 de l’Institut Mondor de recherche biomédicale et l’école vétérinaire de Maisons-Alfort.

4En clinique (41 patients présentant un premier infarctus, analysés dans les 12 heures suivant les symptômes), nous avons étudié si les taux sériques d’ANGPTL4 sont associés à un no-reflow après intervention coronarienne percutanée primaire. Le no-reflow a été évalué par imagerie cardiaque par résonance magnétique (IRM), la méthode de référence. Après analyse de régression logistique multivariée, les variables indépendamment associés au no-reflow sont : les taux sériques bas d’ANGPTL4 (odds ratio 0,82, IC 95 % 0,70 à 0,98, P = 0,02), un pic élevé de troponine T (odds ratio 1,03, IC à 95 % 1,00-1,05, P = 0,03) et des niveaux plus élevés de protéine C réactive (odds ratio 1,18, 95 % CI 1,00 à 1,39, P = 0,05). Cette étude est soumise à publication.

B. Cancer

  • 3  Le Jan S., Am J Pathol, 2003, 162, 1521-8 et Verine J. PLoS One 5, 2010, e10421.

5Nous avons aussi démontré que le gène ANGPTL4 est exprimé dans les carcinomes rénaux à cellules claires3. En collaboration avec le service de pathologie de l’hôpital Saint-Louis (Paris), nous recherchons maintenant une corrélation du taux circulant d’ANGPTL4 intratumoral ou circulant avec la gravité ou le stade d´extension de la tumeur au moment de l´exérèse, ou avec l´évolution dans les deux à cinq ans. Ces études sont financées par la Ligue nationale contre le cancer.

C. Identification de nouveaux régulateurs de l’angiogenèse

6L’analyse protéomique de la matrice extracellulaire de cellules endothéliales cultivées en normoxie ou hypoxie nous a permis d’identifier la Lysyl Oxidase like 2 (LOXL2) et la Transglutaminase 2 (TG2).

La LOXL2

  • 4  Bignon M., Blood, 118, 2011, 3979-89.

7La LOXL2 appartient à la famille des lysyl-oxidases qui sont des enzymes sécrétées responsables du pontage covalent de constituants matriciels (collagène et élastine). Elles participent aux processus morphogénétiques au cours du développement et à la réparation tissulaire. Notre équipe a démontré que la Lysyl Oxidase like-2 (LOXL2) est sécrétée par les cellules endothéliales en condition hypoxique et régule l’angiogenèse développementale par un mécanisme indépendant de son activité catalytique4. Au contraire, l’inhibition de l’activité catalytique de la protéine extracellulaire empêche le développement d’un microenvironnement pathologique, dans les fibroses du foie et du poumon. Nos travaux portent actuellement sur :

– la caractérisation de l’impact de LOXL2 sur la formation d’hydrogels de collagène et sur l’angiogenèse dans des modèles d’angiogenèse in vitro en 3D. Ces travaux pluridisciplinaires, financés par le programme Émergence de l’UPMC, sont menés avec le groupe de Thibaud Coradin dans le LCMCP (Laboratoire de chimie de la matière condensée de Paris) au Collège de France. Cette étude a permis d’obtenir une gamme d’hydrogels de collagène ayant des propriétés de rigidité et de structure spécifiques, en faisant varier trois paramètres de polymérisation : le pH, la température et la concentration. Nous avons montré que LOXL2 est capable de renforcer la rigidité de ces matériaux et de modifier leurs structures. En ce qui concerne l’angiogenèse, nous avons identifié les facteurs de rigidité et de porosité importants pour la formation de capillaires. L’étude de l’impact de LOXL2 sur la formation de capillaires dans ces gels se poursuit et constitue la dernière étape pour publication de cette étude ;

– l’étude de la régulation de l’angiogenèse par la LOXL2. Nous poursuivons l’étude de la régulation de l’angiogenèse par la LOXL2 par l’analyse de : i) la fonction autonome cellulaire de LOXL2 endothéliale in vitro dans des modèles cellulaires en 3D et in vivo au cours du développement du zebrafish ; ii) la fonction non autonome cellulaire de LOXL2 extracellulaire microenvironnementale (protéine recombinante LOXL2 purifiée au laboratoire), et iii) la LOXL2 des fibroblastes activés (Cancer-associated fibroblasts, CAF) isolés à partir de biopsies de cancers du rein.

8Ces travaux permettront de confirmer si l’activité catalytique de LOXL2 connue pour favoriser le développement d’un microenvironnement fibrotique pathologique n’est pas impliquée dans la régulation de l’angiogenèse. Dans ce cas, inhiber l’activité catalytique de LOXL2 permettrait de réduire le développement d’un microenvironnement pathologique (fibrose) sans altérer le potentiel angiogénique.

La TG2

9La TG2 est à la fois une enzyme de transamidation et une protéine de la matrice impliquée dans les interactions cellule-matrice. Nous avons démontré que l’invalidation de TG2 dans les cellules endothéliales n’affecte pas le dépôt de matrice mais augmente fortement la formation des capillaires par la modulation de la voie du VEGF-165 qui se lie aux sulfates d’héparane glycosoaminoglycanes. Cette étude, soumise à publication, a permis de déterminer les mécanismes d’action de la TG2 dans l’inhibition de la réponse angiogénique au cours des pathologies cardiovasculaires ischémiques.

10L’ensemble de ces travaux permettra de caractériser l’action de protéines matricielles régulées par l’hypoxie, contribuant aux modifications du microenvironnement et impliquées dans les processus angiogéniques.

Publications

11Gauvrit S., Philippe J., Lesage M., Tjwa M., Godin I. et Germain S., « The role of RNA interference in the developmental separation of blood and lymphatic vasculature », Vascular Cell, 6(1), 2014, 9, DOI : 10.1186/2045-824X-6-9.

Besnier M., Galaup A., Nicol L., Henry J.-P., Coquerel D., Gueret A., Mulder P., Brakenhielm E., Thuillez C., Germain S., Richard V. et Ouvrard-Pascaud A., « Enhanced angiogenesis and increased cardiac perfusion after myocardial infarction in protein tyrosine phosphatase 1B-deficient mice », FASEB, 28(8), 2014, 3351-3361, DOI : 10.1096/fj.13-245753.

Le Gal L., Alonso F., Wagner C., Germain S., Nardelli Haefliger D., Meda P. et Haefliger J.-A., « Restoration of connexin 40 (cx40) in Renin-producing cells reduces the hypertension of cx40 null mice », Hypertension, 63(6), 2014, 1198-1204, DOI : 10.1161/HYPERTENSIONAHA.113.02976.

Bouleti C., Mathivet T., Coqueran B., Serfaty J.-M., Lesage M., Berland E., Ardidie-Robouant C., Kauffenstein G., Henrion D., Lapergue B., Mazighi M., Duyckaerts C., Thurston G., Valenzuela D.M., Murphy A.J., Yancopoulos G.D., Monnot C., Margaill I. et Germain S., « Protective effects of angiopoietin-like 4 on cerebrovascular and functional damages in ischaemic stroke », European Heart Journal, 34(47), 2013, 3657-3668, DOI : 10.1093/eurheartj/eht153.

Bouleti C., Mathivet T., Lapergue B., Monnot C. et Germain S., « Accident vasculaire cérébral. Protection de l’intégrité vasculaire lors de la reperfusion », Médecine/sciences, 30(6-7), 2014, 608-610, DOI : 10.1051/medsci/20143006003.

Bousquet G., Varna M., Ferreira I., Wang L., Mongiat-Artus P., Leboeuf C., de Bazelaire C., Faivre S., Bertheau P., Raymond E., Germain S. et Janin A., « Differential regulation of sunitinib targets predicts its tumor-type-specific effect on endothelial and/or tumor cell apoptosis », Cancer Chemotherapy and Pharmacology, 72(6), 1183-1193, 2013, DOI : 10.1007/s00280-013-2300-0.

Haut de page

Notes

1  Galaup A., Circulation, 125, 2012, 140-9.

2  Bouleti C., Eur Heart J, 34, 2013, 3657-68.

3  Le Jan S., Am J Pathol, 2003, 162, 1521-8 et Verine J. PLoS One 5, 2010, e10421.

4  Bignon M., Blood, 118, 2011, 3979-89.

Haut de page

Pour citer cet article

Référence papier

Annuaire du Collège de France 2013-2014. Résumé des cours et travaux 114e année, Paris, Collège de France, juillet 2015, p. 1005-1008. ISBN 978-2-7226-0414-8

Référence électronique

Stéphane Germain, « Rôle des protéines matricielles dans l’hypoxie et l’angiogenèse », L’annuaire du Collège de France [En ligne], 114 | 2015, mis en ligne le 23 mai 2016, consulté le 20 juillet 2017. URL : http://annuaire-cdf.revues.org/12060

Haut de page

Droits d’auteur

Collège de France

Haut de page