L'expression spatio-temporelle d'EP4–Fibulin-1 est associée à l'hyperplasie intimale vasculaire

Contexte

L’hyperplasie intimale (Intimal Hyperplasia, IH) est une réaction pathologique courante après une lésion vasculaire, en particulier après une angioplastie ou la pose d’un stent. Bien que l’utilisation de stents à élution de médicament (Drug-Eluting Stents, DES) ait significativement réduit les taux de resténose, environ 5 à 10 % des patients souffrent encore d’événements cardiovasculaires indésirables, y compris la resténose. Par conséquent, la recherche de nouvelles stratégies thérapeutiques pour inhiber l’hyperplasie intimale est cruciale.

La cyclooxygénase-2 (Cyclooxygenase-2, COX-2) est fortement exprimée dans les vaisseaux endommagés, et son dérivé, la prostaglandine E2 (Prostaglandin E2, PGE2), est considéré comme jouant un rôle important dans la promotion de l’hyperplasie intimale. La PGE2 agit via son récepteur EP4, qui est régulé à la hausse dans les vaisseaux endommagés et favorise l’hyperplasie intimale dans les cellules musculaires lisses vasculaires (Vascular Smooth Muscle Cells, VSMCs). Cependant, l’EP4 dans les cellules endothéliales montre un effet inhibiteur sur l’hyperplasie intimale. Ainsi, l’étude de l’expression spatio-temporelle de l’EP4 et de ses mécanismes de signalisation pourrait fournir de nouvelles cibles thérapeutiques pour l’hyperplasie intimale.

Source de l’article

Cet article a été rédigé par Shigekuni Okumura et ses collègues, et publié dans la revue Cardiovascular Research, volume 120, pages 2293-2306, en 2024. L’équipe de recherche provient de plusieurs institutions, dont l’Université médicale de Tokyo, l’Université d’Oita, l’Université d’Augusta et le Centre médical de l’Université Vanderbilt. L’article a été reçu le 8 novembre 2023, accepté le 6 août 2024, et publié en ligne le 22 septembre 2024.

Méthodologie et résultats

1. Expression spatio-temporelle de l’EP4 dans les vaisseaux endommagés

L’équipe de recherche a d’abord généré des souris rapportrices de l’EP4 (ptger4-ires-nlslacz) et a observé l’expression de l’EP4 dans un modèle de lésion de l’artère fémorale. Les résultats ont montré que l’EP4 était exprimé de manière transitoire mais significative dans la néo-intime proliférative 2 semaines après la lésion, puis diminuait progressivement. Grâce à la coloration par immunofluorescence, les chercheurs ont découvert que l’EP4 était principalement exprimé dans les VSMCs, mais non détecté dans les cellules endothéliales et les monocytes/macrophages.

2. Rôle de la signalisation de l’EP4 dans les VSMCs

Pour étudier le rôle de l’EP4 dans les VSMCs, l’équipe a généré des souris avec une délétion spécifique de l’EP4 dans les VSMCs (ptger4fl/+;sm22-cre) et des souris surexprimant l’EP4 (ptger4-tg). Les résultats ont montré que les souris avec une délétion de l’EP4 présentaient une réduction significative de l’hyperplasie intimale 2 et 4 semaines après la lésion, tandis que les souris surexprimant l’EP4 montraient une augmentation significative de l’hyperplasie intimale. Ces résultats indiquent que la signalisation de l’EP4 dans les VSMCs favorise l’hyperplasie intimale.

3. La signalisation de l’EP4 promeut l’hyperplasie intimale via Fibulin-1

Les chercheurs ont approfondi l’étude des mécanismes en aval de la signalisation de l’EP4 et ont découvert que la stimulation de l’EP4 augmentait les niveaux d’ARNm et de protéines de Fibulin-1 dans les VSMCs. Fibulin-1 est une glycoprotéine sécrétée associée à la prolifération de divers types de cellules. Grâce à des expériences de knock-down de Fibulin-1 médiées par CRISPR/Cas9, les chercheurs ont constaté que la prolifération et la migration médiées par l’EP4 étaient significativement atténuées dans les VSMCs déficientes en Fibulin-1.

4. Fibulin-1 promeut la prolifération et la migration des VSMCs via la voie de signalisation TGF-β/Smad3

Les chercheurs ont découvert que Fibulin-1 interagit avec la protéine de liaison au facteur de croissance transformant β (Latent TGF-β Binding Protein 1, LTBP1) pour favoriser la production de TGF-β1 actif, activant ainsi la voie de signalisation TGF-β/Smad3. Grâce à des expériences avec des inhibiteurs, les chercheurs ont confirmé le rôle clé du récepteur TGF-β et de Smad3 dans la prolifération et la migration des VSMCs médiées par Fibulin-1.

5. ECM1 coopère avec Fibulin-1 pour promouvoir la prolifération des VSMCs

Les chercheurs ont également découvert que la stimulation de l’EP4 régulait à la hausse l’expression de la protéine de matrice extracellulaire 1 (Extracellular Matrix Protein 1, ECM1). ECM1 coopère avec Fibulin-1 pour renforcer davantage la prolifération et la migration des VSMCs.

6. La délétion de Fibulin-1 atténue l’hyperplasie intimale

En générant des souris avec une délétion spécifique de Fibulin-1 dans les VSMCs (fbln1fl/fl;sm22-cre), les chercheurs ont constaté que la délétion de Fibulin-1 atténuait significativement l’hyperplasie intimale induite par la lésion. Cela confirme davantage le rôle important de Fibulin-1 dans l’hyperplasie intimale.

7. L’antagoniste de l’EP4 atténue l’hyperplasie intimale

Enfin, les chercheurs ont mené des expériences avec un antagoniste oral de l’EP4 (CJ42794) et ont constaté que l’antagoniste de l’EP4 atténuait significativement l’hyperplasie intimale induite par la lésion. Cela suggère que l’antagoniste de l’EP4 pourrait devenir une stratégie thérapeutique potentielle pour l’hyperplasie intimale.

Conclusion et implications

Cette étude a révélé que la signalisation PGE2-EP4 est activée dans la néo-intime proliférative après une lésion vasculaire, et que l’EP4 promeut la prolifération et la migration des VSMCs en régulant à la hausse Fibulin-1, exacerbant ainsi l’hyperplasie intimale. L’étude a également mis en lumière le rôle de Fibulin-1 via la voie de signalisation TGF-β/Smad3 et sa coopération avec ECM1 pour promouvoir la prolifération et la migration des VSMCs. Ces découvertes fournissent de nouvelles perspectives pour comprendre les mécanismes moléculaires de l’hyperplasie intimale et offrent des cibles potentielles pour le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques.

Points forts de l’étude

1. Expression spatio-temporelle de l’EP4 : Première démonstration du modèle d’expression spatio-temporelle de l’EP4 dans les vaisseaux endommagés, clarifiant son rôle principal dans les VSMCs.
2. Mécanisme d’action de Fibulin-1 : Élucidation du mécanisme moléculaire par lequel Fibulin-1 promeut la prolifération et la migration des VSMCs via la voie de signalisation TGF-β/Smad3.
3. Potentiel thérapeutique de l’antagoniste de l’EP4 : Confirmation du potentiel thérapeutique de l’antagoniste de l’EP4 dans l’atténuation de l’hyperplasie intimale, offrant de nouvelles perspectives pour le traitement clinique.

Autres informations utiles

L’équipe de recherche a également développé plusieurs modèles de souris génétiquement modifiées, y compris des souris rapportrices de l’EP4, des souris avec délétion de l’EP4 et des souris avec délétion de Fibulin-1. Ces modèles fournissent des outils importants pour étudier plus en profondeur les fonctions de l’EP4 et de Fibulin-1. De plus, l’étude a utilisé la technologie CRISPR/Cas9 pour des expériences de knock-down, validant davantage le rôle clé de Fibulin-1 dans la voie de signalisation de l’EP4.

Grâce à cette recherche, nous avons approfondi notre compréhension des mécanismes moléculaires de l’hyperplasie intimale et fourni une base scientifique pour le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques. À l’avenir, les antagonistes de l’EP4 et la régulation de Fibulin-1 pourraient devenir des outils importants pour le traitement de la resténose vasculaire.