Les vésicules extracellulaires dérivées de Klebsiella pneumoniae altèrent la fonction endothéliale en inhibant SIRT1

Contexte académique

L’hypertension est un problème de santé mondial dont la pathogenèse est complexe et implique de multiples facteurs. Ces dernières années, le rôle du microbiote intestinal dans l’hypertension a suscité un intérêt croissant. Des études ont montré que le déséquilibre du microbiote intestinal est étroitement lié au développement de l’hypertension. En particulier, Klebsiella pneumoniae (K.pn), une bactérie Gram-négative commune, a été associée au développement de l’hypertension. Cependant, les mécanismes précis par lesquels K.pn affecte la fonction endothéliale restent mal compris. La dysfonction endothéliale est un événement précoce important dans la pathogenèse de l’hypertension, et les vésicules extracellulaires bactériennes (Bacterial Extracellular Vesicles, BEVs) jouent un rôle clé dans la modulation des fonctions des cellules hôtes. Par conséquent, cette étude vise à explorer l’impact des vésicules extracellulaires dérivées de K.pn (K.pn EVs) sur la fonction endothéliale et les mécanismes sous-jacents.

Source de l’article

Cet article a été co-écrit par Xinxin Li, Jinghua Cui, Zanbo Ding et d’autres auteurs, issus de l’hôpital Anzhen de Pékin, du département de microbiologie de l’Institut de pédiatrie de la capitale, entre autres institutions. L’article a été publié en 2025 dans la revue Cell Communication and Signaling sous le titre “Klebsiella pneumoniae-derived extracellular vesicles impair endothelial function by inhibiting SIRT1”.

Méthodologie et résultats

1. Impact de K.pn sur la fonction endothéliale

L’étude a d’abord évalué l’effet de K.pn sur la fonction endothéliale chez la souris par des expériences in vivo. Les chercheurs ont administré K.pn par gavage à des souris C57BL/6 âgées de 10 semaines pendant 4 semaines. Les résultats ont montré que K.pn atténuait significativement la relaxation endothéliale dépendante de l’acétylcholine (Endothelium-Dependent Relaxation, EDR) et augmentait la production d’anions superoxydes dans les cellules endothéliales. Ces effets pouvaient être inversés par l’inhibiteur de ROS Tempol et l’activateur de SIRT1 Resveratrol, suggérant que la dysfonction endothéliale induite par K.pn pourrait être liée à une production excessive de ROS et au vieillissement des cellules endothéliales.

2. Isolation et caractérisation des K.pn EVs

Ensuite, les chercheurs ont isolé les K.pn EVs à partir de cultures de K.pn par ultracentrifugation et les ont caractérisés par microscopie électronique à transmission (TEM), analyse de suivi de nanoparticules (NTA) et Western blot. Les résultats ont montré que les K.pn EVs avaient une morphologie sphérique typique, avec un diamètre moyen d’environ 100 nm, et étaient enrichies en protéines de membrane externe OmpA et en lipopolysaccharides (LPS). De plus, des expériences de marquage fluorescent ont confirmé que les K.pn EVs pouvaient être internalisées par les cellules endothéliales de veine ombilicale humaine (HUVECs).

3. Impact des K.pn EVs sur la fonction endothéliale

Les chercheurs ont évalué l’effet des K.pn EVs sur la fonction endothéliale par des expériences in vivo et in vitro. Les résultats ont montré que les K.pn EVs atténuaient significativement la relaxation endothéliale dépendante et favorisaient le vieillissement des cellules endothéliales ainsi que la production d’anions superoxydes. De plus, les K.pn EVs augmentaient la pression artérielle systolique et diastolique chez les souris. Ces effets pouvaient être inversés par l’inhibiteur de ROS Tempol et l’activateur de SIRT1 Resveratrol.

4. Impact des K.pn EVs sur SIRT1 et les protéines associées

Pour explorer les mécanismes par lesquels les K.pn EVs affectent la fonction endothéliale, les chercheurs ont examiné l’expression des protéines liées à la fonction endothéliale, au vieillissement des cellules endothéliales et à la production de ROS. Les résultats ont montré que les K.pn EVs inhibaient l’expression de SIRT1 et de la synthase d’oxyde nitrique endothéliale phosphorylée (p-eNOS), tout en augmentant l’expression de p53, de l’endothéline-1 (ET-1), de la NADPH oxydase-2 (NOX2) et de la cyclooxygénase-2 (COX-2). La surexpression ou l’activation de SIRT1 pouvait inverser ces changements induits par les K.pn EVs et améliorer la dysfonction endothéliale.

Conclusion et signification

Cette étude révèle pour la première fois le rôle des K.pn EVs dans la dysfonction endothéliale et met en lumière le rôle clé de SIRT1 dans ce processus. Les résultats montrent que les K.pn EVs inhibent l’expression de SIRT1, entraînant un vieillissement des cellules endothéliales, une augmentation de la production de ROS et une dysfonction endothéliale, ce qui pourrait favoriser le développement de l’hypertension. Ces découvertes offrent de nouvelles perspectives pour comprendre la pathogenèse des maladies vasculaires liées à K.pn et fournissent des cibles thérapeutiques potentielles pour les interventions cliniques.

Points forts de l’étude

1. Découverte novatrice : Première démonstration du rôle des K.pn EVs dans la dysfonction endothéliale et élucidation du rôle clé de SIRT1.
2. Conception expérimentale multiniveaux : Évaluation complète de l’impact de K.pn et des K.pn EVs sur la fonction endothéliale par des expériences in vivo et in vitro.
3. Cibles thérapeutiques potentielles : L’activation ou la surexpression de SIRT1 peut inverser la dysfonction endothéliale induite par les K.pn EVs, offrant de nouvelles pistes pour le traitement de l’hypertension.

Autres informations pertinentes

Cette étude a également comparé l’impact des K.pn EVs et des vésicules extracellulaires d’Escherichia coli (E. coli) sur la fonction endothéliale, révélant que les EVs d’E. coli à faible concentration n’avaient pas d’effet significatif sur la fonction endothéliale, mais qu’à haute concentration, elles pouvaient induire une réponse inflammatoire. Cette découverte suggère que l’impact des EVs bactériennes sur les cellules endothéliales pourrait dépendre de leur concentration et de la réponse cellulaire.

Cette étude offre de nouvelles perspectives pour comprendre la pathogenèse des maladies vasculaires liées à K.pn et fournit des cibles thérapeutiques potentielles pour les interventions cliniques.