Angiogenèse

La formation de nouveaux vaisseaux sanguins permet aux cellules d’assurer leur alimentation

continue en oxygène et en nutriments par la circulation sanguine. Le réseau vasculaire est

fortement développé dans le corps humain afin d’alimenter toutes les cellules.

Au cours du développement du tissu osseux et afin que le tissu soit entièrement vascularisé,

de nouveaux vaisseaux sanguins sont formés à partir des cellules endothéliales en

prolifération. Ce processus appelé angiogenèse, correspond à la formation de nouveaux

vaisseaux sanguins à partir de vaisseaux préexistants. Les nouveaux vaisseaux sanguins se

forment en direction d’une zone où l’apport en oxygène et en nutriments est très faible. δes

cellules génèrent alors le facteur de croissance de l’endothélium vasculaire VEGF (Vascular

Endothelial Growth Factor) qui stimule l’angiogenèse, permettant ainsi à cette zone sous

-alimentée d’être desservie par la circulation sanguine. δ’angiogenèse s’arrête une fois que les

La communication entre les vaisseaux sanguins et les cellules osseuses permet un maintien

de la vascularisation du tissu osseux. δ’angiogenèse joue donc un rôle majeur dans la

croissance osseuse et la réparation des fractures.

δa formation d’un réseau vasculaire mature se fait en deux étapes (Figure 4). La

vasculogenèse consiste en l’association de cellules progénitrices vasculaires (cellules

endothéliales) pour former des vaisseaux sanguins primitifs, elle est suivie de l’angiogenèse

qui permet le développement du réseau vasculaire à partir des vaisseaux sanguins primitifs.

Figure 4 : Schéma illustrant la formation d'un réseau vasculaire par vasculogenèse et angiogenèse

[26].

δorsqu’un vaisseau est formé, les cellules endothéliales aplaties et orientées dans le sens du

flux sanguin, couvrent sa paroi interne et composent l’endothélium [27]. Ce dernier constitue

donc la couche la plus interne des vaisseaux, celle en contact avec le sang.

Il existe deux mécanismes de l’angiogenèse μ l’angiogenèse par intussusception et

l’angiogenèse par bourgeonnement.

I.1.3.1. Angiogenèse par intussusception

δ’angiogenèse par intussusception correspond à une division d’un vaisseau sanguin dans le

sens de sa longueur. Lors de ce mécanisme, deux cellules endothéliales de bord opposés

d’un vaisseau entrent en contact (Figure 5). Un espace entre ces deux cellules se crée alors

par modification des jonctions endothéliales. Il est ensuite colonisé par des cellules

fibroblastiques et des péricytes

lesquels vont synthétiser une matrice extracellulaire qui

finalisera la séparation complète entre les deux vaisseaux. Les vaisseaux se séparent alors

dans le sens de la longueur créant ainsi deux nouveaux vaisseaux distincts. Cette forme

d’angiogenèse nécessite peu de prolifération des cellules endothéliales et permet une grande

ramification du réseau vasculaire préexistant.

Figure 5 : Schéma illustrant l’angiogenèse par intussusception [28].

I.1.3.2. Angiogenèse par bourgeonnement

δe bourgeonnement correspond à l’expansion du réseau vasculaire à partir de vaisseaux

préexistants par formation de bourgeons endothéliaux (Figure 6). Lors de la première étape

(activation), les cellules endothéliales quittent leur état de quiescence, prolifèrent et migrent

afin de former un nouveau vaisseau. Durant la seconde phase (maturation), le réseau

vasculaire se stabilise. Il s’agit du mécanisme présent dans le tissu osseux.

Figure 6 : Schéma illustrant l’angiogenèse par bourgeonnement.

En cas d’hypoxie, c’est-à-dire lorsqu’il y a une inadéquation entre les besoins tissulaires en

oxygène et les apports, les ostéoblastes commencent à secréter des facteurs

pro-angiogéniques ce qui déclenche la phase d’activation. Equipées de détecteurs à oxygène, les

cellules endothéliales les plus proches répondent à l’hypoxie à travers l’activation de voies de

signalisation stimulant la prolifération et la migration.

Les métalloprotéinases matricielles (MMPs), enzymes secrétées par les cellules, dégradent

les adhésions cellules-cellules et cellules-matrice permettant la libération des facteurs de

croissance pro-angiogènes (VEGF-A pour Vascular Endothelial Growth Factor-A, FGF-2 pour

Fibroblast Growth Factor-2, TGF- pour Transforming Growth Factor ) et des cytokines

présentes dans la matrice extracellulaire facilitant ainsi la migration des cellules endothéliales.

Une fois que les cellules endothéliales sont activées par le VEGF, seules quelques-unes vont

migrer et déterminer la cellule de « tête » appelée « tip cell ». Elle possède à son extrémité

des filopodes composés de nombreux filaments d’actine qui vont s’orienter selon l’axe des

cellules émettrices des facteurs pro-angiogènes (Figure 7). Les « tip cells » répondent à un

gradient de concentration en VEGF-A qui guide leur migration. Leur niveau de prolifération est

donc régulé par la concentration en VEGF-A. Ainsi, la structuration des vaisseaux au cours de

l'angiogenèse dépend de la distribution du VEGF-A extracellulaire qui régule des réponses

cellulaires dans des populations de cellules endothéliales [29]. Les cellules endothéliales à

l’arrière de la cellule de tête (appelées «stalk cell ») soutiennent le développement et

l’élongation du bourgeon endothélial et participent, à la fin de la croissance, à la formation de

la lumière vasculaire du capillaire ainsi formé. Quant aux cellules « phalanx cells», il s’agit de

cellules endothéliales quiescentes organisées en forme de pavés assurant la stabilité du

vaisseau.

Figure 7 : Illustration des différents types cellulaires formant un capillaire de cellules endothéliales

[28].

Au cours de la phase de maturation, les cellules endothéliales arrêtent de migrer et proliférer

et synthétisent la membrane basale. Lorsque deux « tip cells » se rencontrent, elles peuvent

soit se joindre soit se repousser. Dans le cas d’un contact, des jonctions s’établissent grâce à

la VE-cadhérine (Vascular Endothelial Cadherin), glycoprotéine permettant l’adhésion entre

les cellules endothéliales. La présence de signaux pro-angiogènes et un faible taux d’oxygène

à la fin de la phase de maturation pourraient contribuer à la naissance d’une nouvelle

ramification. Parallèlement, le flux sanguin soutient la stabilisation des vaisseaux, en l’absence

de circulation sanguine, une régression d’un néo-vaisseau peut se produire.