Les étapes de l‟angiogenèse :

La formation de nouveaux vaisseaux sanguins est un processus complexe multifactoriel qui se déroule en plusieurs étapes (Figure 15) :

A.4.3.1.1. Activation endothéliale, vasodilatation et perméabilité endothéliale:

Une étape essentielle pour l‟initiation de l‟angiogenèse est l‟activation de la cellule endothéliale. Lors de cette première étape, plusieurs facteurs angiogéniques provenant de diverses sources (cellules endothéliales, fibroblastes, cellules musculaires lisses, plaquettes, cellules inflammatoires) sont secrétés dans l‟environnement, tels que le VEGF, qui induit une augmentation de l‟activité NO synthase (NO: monoxyde d‟azote) dans les cellules endothéliales (Griffioen and Molema, 2000). Le VEGF augmente aussi la perméabilité vasculaire, ce qui permet l‟extravasation des protéines plasmatiques. Celles-ci forment ainsi un réseau provisoire riche en fibrine pour aider à la migration des cellules endothéliales (Griffioen and Molema, 2000; Carmeliet, 2000) suite au détachement des péricytes (Lakka et al., 2003). Le FGF entreposé dans la lame basale vasculaire est augmenté durant l‟angiogenèse (Ucuzian et al., 2010). Les angiopoïétines (Ang-1 et 2) régulent le remodelage vasculaire et l‟angiogenèse en se fixant sur leur récepteurs Tie (« Tyrosine Kinase with Immunoglobulin and EGF Homology Domains » ; Ucuzian et al., 2010). L‟Ang-1 et l‟Ang-2 se lient au même récepteur, mais ont des réponses biologiques différentes.

A.4.3.1.2. Dégradation de la matrice extracellulaire :

Suite à la sécrétion et à l‟activation d'enzymes protéolytiques, comme l'activateur du plasminogène (uPa) et des métalloprotéases (MMPs ; Freedman and Isner, 2001) par les cellules endothéliales et les cellules lymphoïdes, il y a dégradation de la matrice

extracellulaire, ce qui perturbe les jonctions serrées, adhérentes et gap qui existent entre les cellules endothéliales et les cellules périvasculaires, permettant à ces dernières de se détacher (Lakka et al., 2003).

A.4.3.1.3. Prolifération et Migration des cellules endothéliales :

Suite à la digestion de la matrice extracellulaire, l‟Ang-2 va participer au détachement des cellules musculaires lisses de la paroi de la structure tubulaire endothéliale et faciliter la migration des cellules endothéliales. Plusieurs molécules sont impliquées dans ce processus, dont le FGF, qui augmente la motilité et la prolifération des cellules endothéliales ainsi que l‟activité des protéases (Griffioen and Molema, 2000), et favorise la production du VEGF (Ucuzian et al., 2010). Ce dernier augmente aussi la prolifération des cellules endothéliales en partie via l‟activation MAPK (« Mitogen-Activated Protein Kinases ») en se fixant sur son récepteur VEGFR2 (Griffioen and Molema, 2000) ; et agit sur la migration cellulaire en augmentant l‟expression des intégrines, de la collagénase interstitielle et du uPA (Ucuzian et al., 2010). Le TGF-β augmente à son tour la prolifération et la migration des cellules endothéliales (Ucuzian et al., 2010). D‟autres facteurs tels que l‟angiogénine, l‟EGF (« Epidermal Growth Factor »), et l‟IGF-1 sont aussi impliqués (Serini et al., 2006). La migration des cellules endothéliales est permise grâce à l‟expression de nombreuses intégrines ; l‟intégrine αvβ3 est augmentée sur les cellules endothéliales activées et permet leur adhésion à la vitronectine, au fibrinogène, à la laminine, au collagène, au facteur von Willebrand et à l‟OPN (Griffioen and Molema, 2000). Ainsi, les cellules endothéliales migrent à travers la MEC vers la source angiogénique en formant un capillaire encore dépourvu de cellules péri-vasculaires.

A.4.3.1.4. Formation de la lumière vasculaire et des tubules et maturation des néovaisseaux :

Au sein des cellules endothéliales migrantes, on observe une augmentation des transcrits de la fibronectine, du récepteur EDG-1 (« Endothelial Differentiation Gene-1 »), de Jagged (ligand du récepteur Notch), et d‟EDF-1 (« Endothelial Differentiation related Factor-1 »), une protéine liant la calmoduline qui agit aussi comme un co-activateur de la transcription. Une fois ce programme génétique de maturation, activé les cellules endothéliales s‟alignent, s‟organisent, forment des tiges et des structures de vaisseaux en réseau (Mariotti and Maier, 2006). La polarisation des cellules endothéliales est essentielle pour la formation de la lumière vasculaire, leur surface apicale sera le site du développement de la lumière, leur surface basale permettra l‟interaction des vaisseaux sanguins avec la matrice extracellulaire et les

cellules murales (Zeeb et al., 2010). Une des principales molécules impliquée dans la polarisation cellulaire est la VE-cadhérine, qui est localisée au début de la formation de la lumière vasculaire, sur toute la surface de contact entre deux cellules. Par la suite, cette molécule d‟adhésion se retrouve à des positions latérales voisines des cellules endothéliales, sur le côté apical ou celui de la lumière des membranes plasmatiques (Zeeb et al., 2010). Une autre molécule d‟adhésion importante durant les premiers stades de formation vasculaire est PECAM (« Patelet Endothelial Cell Adhesion Molecule »), qui contribue au maintien de l‟intégrité de la barrière endothéliale et régule la perméabilité vasculaire (Mariotti and Maier, 2006).

Le VEGF-A induirait un changement dans la morphologie des cellules endothéliales polarisées pour entraîner la formation de la lumière extracellulaire, il se lie à son récepteur VEGFR2 qui active ROCK 1 et 2 (« Rho-associated Kinase »). ROCK est important pour le réarrangement du cytosquelette (Zeeb et al., 2010).

Suite à la formation de la lumière vasculaire, les nouveaux vaisseaux entament une phase de maturation qui nécessite le recrutement des péricytes, cellules murales des capillaires, par différentiation de précurseurs au sein des cellules mésenchymateuses. Le PDGF-β, un facteur chimio-attractant impliqué dans le recrutement des péricytes, est synthétisé par les cellules endothéliales (Griffioen and Molema, 2000). D‟autres facteurs sont impliqués dans ce processus, comme le TGF-β1, le VEGF et le NO.

Par la suite, les péricytes recrutés vont entourer le vaisseau en formation et limiter la prolifération des cellules endothéliales qui entreront dans une phase de quiescence cellulaire, sous l‟action du TGF-β1 (Lebrin et al., 2005). Les péricytes en contact avec les cellules endothéliales produisent aussi des facteurs de survie comme le VEGF et Ang1. Ang1, en se fixant sur son récepteur Tie2 active la voie de signalisation AKT qui inhibe l‟apoptose (Mariotti and Maier, 2006). Le complexe formé par VEGF-VEGFR-VE-cadhérine sur la cellule endothéliale active la voie de signalisation PI3K-AKT (Mariotti and Maier, 2006). Cette voie augmente Bcl2 (« B-cell lymphoma 2 »), une protéine anti-apoptotique. Le VEGF (isoformes 165 et 121) et l‟Ang1 sont aussi impliqués dans l‟augmentation du diamètre des vaisseaux.

La pression sanguine et les forces de cisaillement sont impliquées dans la phase de maturation des vaisseaux, en induisant l‟expression de plusieurs gènes par les cellules endothéliales et mésenchymateuses comme c-Fos, Egr-1 (« Early growth response protein-1 »), ACE (« Angiotensin-Converting Enzyme »), eNOS, PDGF-A et B, TGF-β et les intégrines, et en inhibant le TNF-α, un facteur pro-apoptotique, et en diminuant le renouvellement des cellules endothéliales (Mariotti and Maier, 2006). Tous les facteurs énumérés sont nécessaires à la stabilisation et la maturation des vaisseaux sanguins.

Figure 15: Les dix principales étapes cellulaires et moléculaires de l’angiogenèse (Wong et al.,2006)