Les péricytes cérébraux et les fibroblastes périvasculaires jouent un double rôle dans la régénération des vaisseaux sanguins après un accident vasculaire cérébral

Contexte académique

L’accident vasculaire cérébral (AVC) est l’une des principales causes de décès et d’invalidité dans le monde. Les principaux traitements actuels se limitent à la thrombolyse aiguë ou à la thrombectomie, suivis d’une réhabilitation à long terme. Cependant, les effets de la récupération à long terme après un AVC sont limités, en particulier en ce qui concerne la régénération des vaisseaux sanguins cérébraux et le rétablissement de leur fonction. La régénération des vaisseaux sanguins est essentielle pour la récupération fonctionnelle après un AVC, car elle nécessite la régénération du stroma périvasculaire. Les cellules progénitrices stromales (stromal progenitor cells, SPCs) jouent un rôle crucial dans la régénération tissulaire dans de nombreux organes, mais l’identité et la fonction des SPCs dans le cerveau restent mal définies. Cette étude vise à élucider l’identité des SPCs dans le cerveau et leur rôle dans la régénération des vaisseaux sanguins après un AVC, afin de fournir de nouvelles cibles thérapeutiques pour la récupération neurologique post-AVC.

Source de l’article

Cet article a été réalisé par Louis-Philippe Bernier, Jasmin K. Hefendehl et d’autres scientifiques issus de plusieurs institutions de recherche, notamment l’Université de Colombie-Britannique et l’Université Goethe de Francfort. L’article a été publié en ligne dans la revue Nature Neuroscience le 18 décembre 2024, avec le DOI : 10.1038/s41593-025-01872-y.

Protocole de recherche

Objet et méthodes de l’étude

Cette étude utilise des souris adultes comme modèles expérimentaux, en simulant un AVC grâce à un modèle de thrombose photo-induite (photothrombotic stroke). La recherche est divisée en plusieurs étapes principales :

1. Établissement du modèle d’AVC et observations
   Les chercheurs ont induit une thrombose photo-induite dans le cortex somatosensoriel des souris, puis ont observé la régénération des vaisseaux sanguins cérébraux sur une période de 21 jours. À l’aide de techniques telles que la tomographie par cohérence optique (OCT) et la microscopie biphotonique, ils ont suivi la formation de nouveaux vaisseaux sanguins et la restauration de leurs fonctions après un AVC.

2. Suivi des cellules Hic1+
   Pour étudier la distribution et la fonction des SPCs, les chercheurs ont utilisé des souris transgéniques marquées par le gène Hic1 (Hic1creERT2; Rosa26lsl-tdtomato). En utilisant du tamoxifène pour induire l’expression, ils ont marqué les cellules Hic1+ et leur descendance, puis ont observé la distribution et les changements fonctionnels de ces cellules à différents moments après l’AVC.

3. Séquençage d’ARN unicellulaire (scRNA-seq)
   Les chercheurs ont effectué un séquençage d’ARN unicellulaire sur les cellules Hic1+ 7 jours après l’AVC, analysant leurs caractéristiques transcriptomiques. En comparaison avec l’hémisphère controlatéral non endommagé, ils ont identifié les signatures transcriptionnelles des péricytes activés et des fibroblastes périvasculaires après un AVC.

4. Étude de la prolifération et de la migration cellulaire
   À l’aide du marquage EdU, les chercheurs ont étudié la prolifération des cellules Hic1+ après un AVC. De plus, grâce à des techniques d’imagerie en temps réel, ils ont observé le comportement migratoire de ces cellules après l’AVC.

5. Régénération des vaisseaux sanguins et restauration de la barrière hémato-encéphalique (BHE)
   Les chercheurs ont évalué la régénération des vaisseaux sanguins et la restauration de la BHE 21 jours après l’AVC, en injectant des colorants de différentes tailles (comme l’Evans Blue et le Cadaverine) pour tester l’intégrité de la BHE.

Résultats principaux

1. Régénération des vaisseaux sanguins cérébraux et accumulation des cellules Hic1+ après un AVC
   L’étude a révélé qu’après un AVC, les cellules Hic1+ s’accumulent de manière significative dans la zone ischémique 7 jours après l’événement, en association étroite avec les cellules endothéliales. Ces cellules migrent progressivement vers le noyau ischémique au cours des 21 jours, accompagnant la reformation des vaisseaux sanguins.

2. Diversité des cellules Hic1+
   Les résultats du séquençage d’ARN unicellulaire montrent que les cellules Hic1+ comprennent principalement des péricytes, des cellules musculaires lisses veineuses (venular smooth muscle cells, SMCs) et des fibroblastes périvasculaires. Ces cellules présentent des caractéristiques transcriptionnelles distinctes après un AVC : les péricytes tendent à favoriser l’angiogenèse, tandis que les fibroblastes favorisent la formation de cicatrices fibreuses.

3. Prolifération et migration cellulaire
   Sept jours après l’AVC, les cellules Hic1+ montrent une capacité significative de prolifération, environ 69,9 % des nouvelles cellules étant positives pour l’EdU. De plus, ces cellules montrent une forte capacité de migration dans la zone ischémique, en se détachant de leur structure vasculaire originelle.

4. Régénération des vaisseaux sanguins et restauration de la BHE
   Vingt-et-un jours après l’AVC, les cellules Hic1+ se réassocient aux vaisseaux fonctionnels, formant une barrière hémato-encéphalique stable. Des tests d’injection de colorants ont confirmé le rétablissement de l’intégrité de la BHE.

Conclusion et signification

Cette étude révèle l’identité des SPCs dans le cerveau et leur double rôle dans la régénération des vaisseaux sanguins après un AVC. Les péricytes participent principalement à l’angiogenèse, tandis que les fibroblastes périvasculaires favorisent la formation de cicatrices fibreuses. Cette découverte offre de nouvelles cibles thérapeutiques pour améliorer la récupération neurologique après un AVC, en particulier en promouvant l’angiogenèse ou en modulant la réponse fibrotique pour améliorer les résultats à long terme.

Points forts de la recherche

1. Diversité des cellules Hic1+
   L’étude a pour la première fois utilisé la technique de séquençage d’ARN unicellulaire pour analyser de manière exhaustive la diversité des cellules Hic1+ dans le cerveau, y compris les péricytes, les cellules musculaires lisses veineuses et les fibroblastes périvasculaires.

2. Changements dynamiques des cellules après un AVC
   L’étude décrit en détail la prolifération, la migration et les changements fonctionnels des cellules Hic1+ après un AVC, révélant leur rôle clé dans la régénération des vaisseaux sanguins cérébraux.

3. Équilibre entre angiogenèse et fibrose
   L’étude souligne les rôles distincts des péricytes et des fibroblastes périvasculaires dans la réparation tissulaire après un AVC, fournissant une base théorique importante pour les futures stratégies thérapeutiques.

Autres informations utiles

Cette étude a également développé une base de données en ligne consultable (Integrated Single-cell Navigation Portal, iSNAP), permettant aux chercheurs de parcourir toutes les données de séquençage unicellulaire pour explorer davantage les fonctions et mécanismes de régulation des cellules après un AVC. Cette ressource constitue un outil et une référence précieux pour les recherches futures.

Cette étude ne révèle pas seulement l’identité et la fonction des SPCs dans le cerveau, mais fournit également de nouvelles perspectives thérapeutiques pour la régénération des vaisseaux sanguins et la récupération fonctionnelle après un AVC.