Rôle de HDAC3 dans les lésions de reperfusion ischémique de la rétine

Introduction

Les rétinopathies ischémiques, telles que la rétinopathie diabétique (DR) et les occlusions de l’artère et de la veine centrale de la rétine, sont des caractéristiques importantes des troubles visuels courants. Les traitements pour ces rétinopathies ischémiques sont généralement insatisfaisants, et la conception de nouvelles thérapies nécessite une compréhension approfondie des mécanismes pathologiques sous-jacents. Les histones désacétylases (HDAC) sont des enzymes cruciales pour la régulation de l’expression génétique et des fonctions protéiques. Des études précliniques ont montré que les inhibiteurs non spécifiques de HDAC pouvaient atténuer les lésions rétiniennes. Parmi toutes les HDAC, l’histone désacétylase 3 (HDAC3), un sous-type de classe I, joue un rôle central dans la réponse inflammatoire des macrophages. Nos études précédentes ont révélé que, dans un modèle de lésions de reperfusion ischémique (IR) de la rétine chez la souris, HDAC3 était sur-régulé dans les cellules myéloïdes. Cependant, il reste à déterminer si cet événement cellulaire contribue de manière significative aux lésions IR de la rétine.

Origine de l’étude

Cette étude a été réalisée par Rami A. Shahror, Esraa Shosha, Carol Morris, Melissa Wild, Shengyu Mu, Gabor Csanyi, Marjan Boerma, Nancy J. Rusch et Abdelrahman Y. Fouda (*auteur correspondant), issus de l’Université des Sciences Médicales de l’Arkansas, de l’Université d’Augusta et de l’Université du Caire. L’article a été publié dans le volume 21 de 2024 du Journal of Neuroinflammation.

Déroulement de l’étude

Sujets et processus de recherche

Les sujets de l’étude incluent des souris knock-out pour HDAC3 dans les cellules myéloïdes (M-HDAC3 KO) et des souris de contrôle. Ces souris ont été soumises à des expériences de lésions IR de la rétine et observées à l’aide de diverses méthodes, telles que la tomographie par cohérence optique (OCT), l’électrorétinographie (ERG), le Western blot et l’immunofluorescence, pour déterminer l’impact de HDAC3 sur les lésions neurovasculaires rétiniennes.

Les étapes spécifiques de l’expérimentation sont les suivantes :

1. Établissement du modèle de reperfusion ischémique rétinienne chez la souris : Après anesthésie, les souris subissent une ischémie rétinienne induite en augmentant la pression oculaire à 110 mmHg pendant 60 minutes, suivie d’une reperfusion en retirant l’aiguille.

2. Traitement des échantillons de souris : Les échantillons sont prélevés à différents intervalles (2 jours, 7 jours, 14 jours) pour diverses analyses telles que la perméabilité vasculaire, l’épaisseur rétinienne, la neurodégénérescence et la fonction visuelle.

3. Traitement médicamenteux et groupes : Les souris sauvages reçoivent un inhibiteur spécifique de HDAC3 (RGFP966) pour observer les effets protecteurs contre les lésions IR de la rétine.

Détails expérimentaux

1. OCT (tomographie par cohérence optique) : Sept jours après les lésions IR rétiniennes, des scans OCT sont réalisés sur des souris vivantes pour évaluer l’épaisseur rétinienne.

2. ERG (électrorétinographie) : Mesure des amplitudes de réponse pour quantifier la fonction rétinienne interne sous stimulation légère.

3. Évaluation de la perméabilité vasculaire : Analyses par Western blot, angiographie à la fluorescéine et coloration au bleu d’Evans pour examiner l’intégrité des vaisseaux rétiniens.

4. Évaluation de la réponse des cellules myéloïdes : Cytométrie en flux pour quantifier les cellules myéloïdes rétiniennes, marquées par CD45 et CD11b.

5. Fonction des cellules myéloïdes dans la clairance des cellules apoptotiques : Microscopie confocale et tests de phagocytose in vitro pour examiner la clairance des cellules mortes par les cellules myéloïdes déficientes en HDAC3.

Principaux résultats de l’étude

1. Expression de HDAC3 dans la rétine de souris et d’humains : HDAC3 est sur-régulé dans les cellules myéloïdes après des lésions IR rétiniennes chez la souris, et il est également exprimé dans les échantillons rétiniens de patients atteints de DR.

2. Effet protecteur de l’ablation de HDAC3 sur la neurodégénérescence post-IR rétinienne : Les souris knock-out pour HDAC3 montrent une préservation des neurones rétiniens, une intégrité vasculaire et une protection de l’épaisseur rétinienne.

3. Amélioration de la fonction visuelle : L’ERG révèle que les souris sans HDAC3 ont une meilleure fonction visuelle après les lésions IR par rapport aux groupes témoins.

4. Impact sur la prolifération et l’infiltration des cellules myéloïdes : Les souris déficientes en HDAC3 présentent une prolifération et une invasion réduites des cellules myéloïdes.

5. Promotion de la fonction de clairance par l’ablation de HDAC3 : Les cellules myéloïdes déficientes en HDAC3 montrent une activité phagocytaire accrue face aux cellules apoptotiques.

6. Effets de l’inhibition pharmacologique de HDAC3 : L’inhibition de HDAC3 avec RGFP966 chez les souris sauvages offre une neuroprotection significative et une protection de l’intégrité rétinienne, similaires aux résultats observés avec l’ablation génétique de HDAC3.

Conclusion de l’étude

Cette étude fournit la première preuve directe que HDAC3 favorise les lésions de reperfusion ischémique de la rétine en inhibant la clairance par les cellules phagocytaires. La suppression de HDAC3 améliore les mécanismes de réparation spécialisés des cellules myéloïdes pour éliminer les cellules mortes, contribuant ainsi à la réduction des lésions. Cela propose une nouvelle stratégie thérapeutique ciblant HDAC3 pour concevoir de nouvelles interventions visant à protéger l’intégrité rétinienne et à restaurer la fonction après des lésions ischémiques.

Points forts de l’étude

1. Découverte d’un nouveau mécanisme : Première découverte du rôle inhibiteur de HDAC3 sur la phagocytose des cellules mortes par les cellules myéloïdes et son importance dans la promotion des lésions IR rétiniennes.
2. Diversité des techniques employed : Utilisation de nombreuses technologies modernes, incluant OCT, ERG, Western blot, cytométrie en flux, avec des résultats convaincants.
3. Valeur d’application potentielle : L’inhibiteur de HDAC3 (RGFP966) présente des effets protecteurs similaires chez les souris, suggérant son potentiel pour des applications cliniques.

Signification et valeur

Cette recherche confirme HDAC3 comme un régulateur négatif clé dans les lésions de reperfusion ischémique rétinienne, révélant son mécanisme d’inhibition de la réparation des lésions par les cellules myéloïdes. Elle propose HDAC3 comme une nouvelle cible thérapeutique. En outre, l’application de RGFP966 démontre le potentiel des inhibiteurs de HDAC3 comme traitement. Cette étude jette également les bases pour des recherches plus approfondies sur les rétinopathies ischémiques, pouvant aboutir à de nouvelles approches thérapeutiques pour améliorer les résultats cliniques.

L’ensemble de cette recherche offre de nouvelles perspectives et stratégies potentielles pour le traitement des lésions de reperfusion ischémique rétinienne, avec une importance significative sur le plan scientifique et clinique.