La télangiectasie hémorragique héréditaire (Hereditary Hemorrhagic Telangiectasia, HHT) est une maladie génétique causée par des mutations génétiques, caractérisée principalement par des malformations artério-veineuses (Arteriovenous Malformations, AVMs), c’est-à-dire des connexions anormales à haut débit entre les artères et les veines. La pathogenèse de la HHT est liée à la perte de fonction des gènes Activin Receptor-Like Kinase 1 (ACVRL1) et Endoglin (ENG), qui agissent respectivement comme récepteurs et corécepteurs des protéines morphogénétiques osseuses (Bone Morphogenetic Proteins, BMPs) 9 et 10. Les AVMs provoquent non seulement des saignements récurrents et une anémie, mais aussi une hypoxie tissulaire locale, voire une altération de la fonction cardiaque. Bien que des études antérieures aient montré que la voie de signalisation PI3K/AKT/mTORC1 joue un rôle important dans la pathologie de la HHT, le mécanisme précis de l’implication de mTORC1 dans la formation des AVMs reste mal compris.

Cette étude vise à explorer les rôles autonomes et non autonomes de la voie de signalisation mTORC1 dans la formation des AVMs liées à la HHT, et à révéler la contribution spécifique de mTORC1 dans la biologie des AVMs par des interventions génétiques et pharmacologiques.

Origine de l’article

Cet article a été co-écrit par Antonio Queiro-Palou, Yi Jin et Lars Jakobsson, tous trois issus du département de biologie vasculaire de l’Institut Karolinska en Suède. L’article a été publié en 2025 dans la revue Angiogenesis, sous le titre Genetic and pharmacological targeting of mTORC1 in mouse models of arteriovenous malformation expose non-cell autonomous signalling in HHT.

Conception et déroulement de l’étude

1. Modèles animaux

L’étude a utilisé plusieurs modèles de souris génétiquement modifiées, notamment :

• Souris Engflox/flox : utilisées pour induire la suppression spécifique du gène Endoglin (Eng) dans les cellules endothéliales (Endothelial Cells, ECs).
• Souris Tsc1flox/flox : utilisées pour induire la suppression spécifique du gène Tsc1 dans les cellules endothéliales, activant ainsi la voie de signalisation mTORC1.
• Souris Rptorflox/flox : utilisées pour induire la suppression spécifique du gène Rptor dans les cellules endothéliales, inhibant ainsi la voie de signalisation mTORC1.

Ces souris ont été croisées avec des souris Cdh5(pac)-CreERT2 pour générer des modèles de souris avec suppression génique spécifique des cellules endothéliales, inductible par tamoxifène.

2. Déroulement des expériences

a) Induction de la suppression génique par tamoxifène

Les souris ont reçu une injection intrapéritonéale de tamoxifène (100 µg) au premier ou au troisième jour après la naissance pour induire la suppression génique. Les expériences ont été menées à différents moments, y compris les jours 4, 5 et 6 après la naissance.

b) Traitement à la rapamycine

Après l’induction de la suppression génique au troisième jour, les souris ont reçu des injections de rapamycine (1 mg/kg/jour) ou d’un solvant témoin aux jours 4 et 5, et les tissus ont été prélevés au jour 6.

c) Induction des AVMs par des anticorps anti-BMP9/10

Après l’induction de la suppression génique au premier jour, les souris ont reçu des injections d’anticorps anti-BMP9 et BMP10 (15 mg/kg) ou d’anticorps témoins aux jours 3, 4 et 5, et les tissus ont été prélevés au jour 6.

d) Coloration de montage entier des vaisseaux rétiniens

Les yeux des souris nouveau-nées ont été prélevés, fixés, puis les rétines ont été disséquées et colorées par immunofluorescence. Divers anticorps ont été utilisés pour marquer les cellules endothéliales et les protéines associées à la voie de signalisation mTORC1, et les images ont été acquises par microscopie confocale.

3. Analyse des données

Le logiciel ImageJ a été utilisé pour analyser les images, quantifier la surface vasculaire, le nombre d’AVMs, l’épaisseur des AVMs et l’activation de la voie de signalisation mTORC1 (évaluée par la réactivité immunologique de la phosphorylation de RPS6).

Principaux résultats

1. La suppression d’Endoglin entraîne des AVMs rétiniens accompagnés d’une activation de mTORC1

L’étude a montré que la suppression spécifique du gène Endoglin dans les cellules endothéliales entraînait la formation d’AVMs dans la rétine des souris, et que la voie de signalisation mTORC1 était activée à la fois dans les cellules endothéliales et non endothéliales des régions d’AVMs. Cela suggère que l’activation de mTORC1 n’est pas uniquement autonome aux cellules endothéliales, mais est également influencée par les cellules non endothéliales.

2. L’inhibition de mTORC1 par la rapamycine réduit la formation des AVMs

Le traitement à la rapamycine a significativement réduit le nombre et l’épaisseur des AVMs, et a presque complètement inhibé l’activation de la voie de signalisation mTORC1. Cela indique que mTORC1 joue un rôle important dans la formation et l’expansion des AVMs.

3. L’activation de mTORC1 se produit après la formation des AVMs

L’étude a révélé que l’activation de mTORC1 se produisait après la formation des AVMs, et non avant. Cela suggère que l’activation de mTORC1 pourrait être une conséquence de la formation des AVMs plutôt que sa cause.

4. L’inhibition spécifique de mTORC1 dans les cellules endothéliales a un effet limité sur les AVMs

La suppression spécifique du gène Rptor (inhibant mTORC1) dans les cellules endothéliales n’a montré qu’une légère atténuation du phénotype des AVMs, indiquant que la voie de signalisation mTORC1 dans les cellules endothéliales joue un rôle limité dans la formation des AVMs.

5. L’activation spécifique de mTORC1 dans les cellules endothéliales réduit la gravité des AVMs

La suppression spécifique du gène Tsc1 (activant mTORC1) dans les cellules endothéliales a en fait réduit la gravité des AVMs induits par les anticorps anti-BMP9/10, suggérant qu’une activation excessive de mTORC1 pourrait avoir un effet inhibiteur sur la formation des AVMs.

Conclusion et implications

Cette étude révèle le rôle complexe de la voie de signalisation mTORC1 dans la formation des AVMs liés à la HHT. Bien que la voie de signalisation mTORC1 dans les cellules endothéliales joue un rôle limité dans la formation des AVMs, l’activation de mTORC1 dans les cellules non endothéliales est cruciale pour la progression des AVMs. L’inhibition systémique de mTORC1 par la rapamycine a significativement réduit la formation des AVMs, suggérant que l’inhibition systémique de mTORC1 pourrait être une stratégie efficace pour traiter les AVMs liés à la HHT.

Points forts de l’étude

1. Double rôle de la voie de signalisation mTORC1 : L’étude montre que l’activation de mTORC1 dans les cellules endothéliales et non endothéliales a des effets différents sur la formation et l’expansion des AVMs.
2. Potentiel thérapeutique de la rapamycine : La rapamycine, en inhibant systémiquement la voie de signalisation mTORC1, réduit significativement la formation des AVMs, offrant de nouvelles perspectives pour le traitement de la HHT.
3. Importance des signaux non autonomes : L’étude souligne le rôle crucial de l’activation de mTORC1 dans les cellules non endothéliales dans la pathologie des AVMs, suggérant que les futures stratégies thérapeutiques devraient prendre en compte les interactions entre différents types de cellules.

Valeur de l’étude

Cette étude approfondit la compréhension des mécanismes pathologiques des AVMs liés à la HHT et fournit des bases expérimentales pour le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques. En révélant le rôle spécifique de la voie de signalisation mTORC1 dans la formation des AVMs, l’étude offre un soutien théorique important pour le développement de médicaments et les traitements cliniques futurs.