Rôle clé de la microglie rétinienne dans l’angiogenèse pathologique et le potentiel thérapeutique immunologique de la voie cGAS-STING

Introduction

L’angiogenèse pathologique est courante dans diverses maladies oculaires néovasculaires, telles que la rétinopathie diabétique (Diabetic Retinopathy, DR) et la dégénérescence maculaire liée à l’âge (Age-related Macular Degeneration, AMD) [1]. Dans ces maladies, les cellules de la moelle osseuse, y compris les cellules microgliales de la rétine et les macrophages dérivés des monocytes, sont activées, conduisant à la neuro-inflammation dans la rétine et la choroïde. Ces cellules immunitaires libèrent des cytokines pro-inflammatoires et d’autres molécules, stimulant la prolifération et la migration des cellules endothéliales, et formant ainsi des néovaisseaux anormaux [2]. Actuellement, des traitements anti-inflammatoires non spécifiques comme les stéroïdes sont largement utilisés pour traiter les maladies oculaires néovasculaires, mais leur efficacité est limitée et ils présentent un risque d’effets secondaires potentiels [3, 4]. Par conséquent, étudier en profondeur les voies de l’inflammation immunitaire dans l’angiogenèse et identifier des cibles thérapeutiques immunitaires spécifiques est d’une grande importance.

La voie cGAS-STING a récemment été découverte comme un mécanisme de signalisation immunitaire innée crucial dans la défense de l’hôte. En tant que molécule clé, cGAS reconnaît principalement l’ADN dans le cytoplasme, en particulier l’ADN pathogène de virus et de bactéries envahissants, et déclenche les signaux en aval IRF3/IRF7 ou NF-κB, générant ainsi des interférons de type I et d’autres cytokines inflammatoires [5, 6]. Dans la rétine, l’activation de la voie cGAS-STING est associée à l’inflammation et à la dégénérescence [7]. L’inhibition de la voie cGAS-STING peut atténuer la mort des cellules ganglionnaires de la rétine causée par la neuro-inflammation [8]. Cependant, les mécanismes spécifiques de cette voie dans la rétine et les stratégies d’intervention restent obscurs.

Sources de recherche

Cet article a été rédigé par Biyan Ni, Ziqi Yang et Tian Zhou, et publié en 2024 dans le journal “Journal of Neuroinflammation” [9]. L’équipe de recherche est affiliée au Centre d’ophtalmologie Zhongshan de l’Université Sun Yat-sen et au Laboratoire clé provincial de Guangdong pour l’optométrie et les sciences visuelles.

Détails du processus de recherche

Analyse des données RNA-Seq

La recherche a d’abord téléchargé et réanalysé un ensemble de données RNA-Seq existant (GSE160306), qui contenait des échantillons de tissu rétinien de témoins sains, de patients diabétiques, de patients atteints de rétinopathie diabétique non proliférante (Non-Proliferative Diabetic Retinopathy, NPDR) et de rétinopathie diabétique proliférante (Proliferative Diabetic Retinopathy, PDR). L’analyse d’expression génique différentielle a été réalisée à l’aide du logiciel DESeq2 (v1.30.1), et cela a été complété par des analyses d’enrichissement d’ontologie génomique (GO) et d’analyse d’enrichissement d’ensemble de gènes (GSEA) [11].

Établissement du modèle animal

Les chercheurs ont utilisé des souris déficientes en STING (STINGgt) provenant de Jackson Laboratories et des souris C57BL/6J achetées chez GenPharmatech pour établir des modèles de néovascularisation choroïdienne (CNV) induite par laser et de maladie rétinienne induite par l’oxygène (OIR). Les méthodes expérimentales spécifiques comprenaient l’utilisation d’un laser à argon de 532 nm pour briser la membrane de Bruch, ainsi que l’utilisation d’une enceinte de soins à l’oxygène pour créer un modèle OIR [12, 13].

Séparation des cellules et analyse de RNA-seq à cellule unique

Après broyage mécanique et digestion enzymatique, les cellules de la moelle osseuse ont été séparées des tissus de la rétine et de la choroïde à l’aide de l’outil de séparation des cellules CD11b+ EasySep et analysées pour le séquençage de l’ARN [13]. De plus, des expériences de culture cellulaire ont été réalisées dans des conditions hypoxiques pour observer les réponses cellulaires sous différentes conditions.

Combinaison de diverses méthodes expérimentales

Dans cette étude, une variété de techniques expérimentales ont été utilisées, telles que la PCR quantitative, le Western Blot, la coloration immunofluorescente (IF), la coloration aux hématoxyline et éosine (H&E) et l’analyse TUNEL, pour explorer le mécanisme spécifique et l’impact de la voie cGAS-STING dans les microglies et les macrophages [14].

Détails des résultats expérimentaux

La voie cGAS-STING est significativement uprégulée dans la rétine des patients atteints de PDR

Les données RNA-Seq montrent que l’expression des gènes cGAS et STING est significativement augmentée chez les patients PDR et est étroitement liée au processus de formation de nouveaux vaisseaux rétiniens.

La voie cGAS-STING est activée dans les modèles de souris CNV et OIR

Les résultats du Western Blot et de la coloration immunofluorescente indiquent qu’ dans les modèles CNV et OIR, la voie cGAS-STING est significativement activée au cours du processus de néovascularisation et est principalement concentrée dans les cellules de la moelle osseuse (telles que les microglies et les macrophages).

Les souris déficientes en STING présentent une réduction significative de l’angiogenèse pathologique

En utilisant le modèle de souris déficientes en STING, la recherche a également découvert que les souris sans STING présentaient des zones de néovascularisation plus petites et des réactions inflammatoires réduites dans plusieurs modèles d’angiogenèse pathologique (tels que CNV et OIR). Cela suggère que l’activation de STING joue un rôle clé dans le processus d’angiogenèse pathologique.

Effets du traitement combinant inhibiteurs de VEGF et de STING

Des recherches supplémentaires ont montré que la combinaison d’inhibiteurs de STING (tels que c-176 et sn-011) avec un traitement anti-VEGF pourrait significativement améliorer l’effet anti-angiogénique. Cette découverte suggère le potentiel de combiner traitement immunologique et anti-VEGF pour améliorer considérablement l’efficacité du traitement des maladies oculaires néovasculaires.

Conclusions et significations de la recherche

Cette recherche fournit des preuves solides du rôle clé de la voie cGAS-STING dans l’angiogenèse pathologique, indiquant que le ciblage de l’axe de signalisation cGAS-STING, avec des inhibiteurs de STING tels que c-176 ou sn-011, peut inhiber de manière significative la neuro-inflammation et l’angiogenèse pathologique associées à la nécroptose des cellules microgliales et des macrophages. De plus, l’approche thérapeutique combinant le traitement anti-VEGF offre une meilleure solution pour résoudre les maladies oculaires néovasculaires.

Points forts et innovations

1. Découverte de mécanismes pathologiques clés : Cette recherche révèle pour la première fois le rôle clé de la voie cGAS-STING dans les cellules microgliales de la rétine de façon systématique.
2. Innovation stratégique de traitement : Propose une nouvelle méthode de traitement immunologique combinant inhibiteurs de STING et anti-VEGF pouvant améliorer les résultats de traitement pour les maladies oculaires néovasculaires.
3. Conception expérimentale rigoureuse : La combinaison de multiples modèles et méthodologies expérimentales confère à la recherche une grande fiabilité et un potentiel d’application.

Autres informations de valeur

La recherche a également démontré la régulation de STING à différents niveaux moléculaires (tels que les gènes, les protéines) et les boucles de rétroaction potentielles, suggérant qu’à l’avenir, une exploration plus approfondie de ces mécanismes de régulation pourrait fournir de nouvelles cibles pour les thérapies anti-inflammatoires.

Conclusion

Cette étude indique que cibler la voie cGAS-STING peut efficacement inhiber l’inflammation neurologique et l’angiogenèse pathologique médiées par les cellules microgliales, ouvrant de nouvelles pistes pour le traitement immunologique des maladies oculaires néovasculaires et présentant un large éventail de perspectives d’application clinique.