Chapitre 2 : Les cellules utilisées en ingénierie tissulaire
I. Caractéristiques des cellules endothéliales adultes
La source des cellules endothéliales adultes est le plus souvent veineuse et plus rarement
artérielle. Les cellules autologues sont isolées à partir d’une veine prélevée chez le patient et
peuvent être aussi isolées à partir de graisse lipoaspirée (59). Ensuite les CE sont cultivées in
vitro pour permettre leur amplification avant de les ensemencer dans le « scaffold » ou la matrice
vasculaire. Les CE sont caractérisées à l’aide d’un grand nombre de marqueurs dont certains
d’entre eux sont ubiquitaires et exprimés aussi par d’autres types cellulaires, certains sont
spécifiques à un type de vaisseaux ou tissus et certains ne sont exprimés qu’après activation par
des signaux tels que les cytokines inflammatoires et les facteurs de croissance.
Dans le cœur, les artères, les capillaires et les veines et dans des conditions normales, le
sang est en contact direct avec des CE saines et reste fluide. La surface luminale des CE
quiescentes est anticoagulante et non thrombogénique, les plaquettes et les leucocytes n’y
adhèrent pas et le système de coagulation reste inactif. En revanche, les macromolécules de la
couche basale, sécrétées par les CE sont fortement thrombogéniques, ainsi que les CE activées
favorisent la formation d’un thrombus. Les CE régulent donc l’équilibre entre la thrombose,
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l’hémostase et la thromborésistance (73). Elles peuvent aussi participer aux réactions
inflammatoires en coordonnant le recrutement des cellules inflammatoires sur les sites de lésion
ou d’infection et en produisant des cytokines et des facteurs de croissance. En outre, les CE
répondent à des stimuli inflammatoires comme les lipopolysaccharides (LPS) ou des cytokines.
De nombreuses molécules d’adhésion sont exprimées à la surface des leucocytes et des CE et
médient par la suite la fixation des leucocytes et leur migration à travers l’endothélium (74).
Quelques-uns des marqueurs caractérisant et participant aux diverses fonctions des CE sont
présentés dans le tableau suivant (tableau III).
Tableau III. Quelques marqueurs endothéliaux, leurs sites d’expression et fonctions.
Marqueurs Expression et fonction
CD31/PECAM-1 Molécule d’adhésion, exprimée en abondance sur les
CE au niveau des jonctions intercellulaires, sur les
cellules T et, moins abondamment sur les plaquettes et
la plupart des leucocytes. CD31 est nécessaire pour la
migration trans-endothéliale des leucocytes à travers
les espaces intercellulaires entre les CE.
Vascular endothelial Cadherin (VE-Cadhérine) Membre de la famille des cadhérines, exprimé dans les
CE, permet l’adhésion des cellules et est nécessaire
leur survie.
E-sélectine [endothelial leukocyte adhesion
molecule-1 (ELAM-1), CD62E]
Molécule d’adhésion moléculaire, exprimée de façon
transitoire par les CE vasculaires en réponse à l’IL-1β
et au TNF-α, jouant un rôle important dans le
recrutement des leucocytes au site de l’inflammation.
P-sélectine (CD62P) Molécule d’adhésion moléculaire, exprimée par les CE
activées. Dans les CE inactivées, la P-sélectine est
stockée dans des granules appelées les corps de
Weibel-Palade. Une fois les CE sont activées, la
P-sélectine se déplace de l’intérieur des cellules vers la
surface cellulaire et joue un rôle dans le recrutement
des leucocytes dans le cas d’une inflammation
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Tie-2 Récepteur tyrosine kinase des angiopoïétines; joue un
rôle dans l’homéostasie vasculaire.
Vascular cell adhesion molecule 1
(VCAM-1/ CD106)
Membre de la famille des immunoglobulines, exprimé
à la surface des CE activées et de certains leucocytes.
Son expression est induite par l’IL-1β, IL-4, TNF-α et
IFN-γ. Il joue un rôle dans l’adhésion des
lymphocytes, monocytes, éosinophiles et basophiles à
l’endothélium vasculaire.
Intercellular adhesion molecule 1
(ICAM-1/ CD54)
Exprimé faiblement sur les CE et les leucocytes mais
son expression peut augmenter après une stimulation
par l’IFN-γ, le TNF-α, l’IL-1β et le LPS. Joue un rôle
dans la migration des leucocytes à travers
l’endothélium.
Facteur de Von Willebrand (vWF) Glycoprotéine sérique médiant l’adhésion des
plaquettes à l’endothélium vasculaire lésé.
Vascular endothelial growth factor receptors:
- VEGF-R1/ Flt-1
- VEGF-R2/ Flk-1/KDR
- VEGF-R3/ Flt-4
Régulation de la vasculogenèse, l’angiogenèse et la
lymphangiogenèse médiées par la famille des VEGF.
VEGF-R2 est considéré comme l’inducteur primaire
de la croissance des vaisseaux sanguins induite par le
VEGF, alors que le VEGF-R3 joue un rôle important
dans la lymphangiogenèse médiée par VEGF-C et
VEGF-D.
L’utilisation de CE adultes en ingénierie vasculaire présente plusieurs limites telles que :
- L’invasivité des procédures nécessaires pour leur récupération;
- Leur nombre et leur durée de vie limités ;
- La fraction de CE dérivant de graisse lipoaspirée est souvent contaminée par d’autres
types cellulaires (tels que les macrophages et les fibroblastes). Ceci a conduit à une
augmentation de l’hyperplasie chez le chien (75) et à une diminution de la
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