La chymase en athérosclérose

La présence des mastocytes augmente dans la paroi vasculaire des artères atteintes d’athérosclérose, principalement dans « l’épaule » de la lésion, où les ruptures surviennent (KAARTINEN et al., 1994, KOVANEN et al., 1995). Les mastocytes sont pratiquement absents de la tunique médiane de l’artère, mais se retrouvent dans l’adventice, où ils sont aussi plus présents aux endroits atteints d’athérosclérose, particulièrement lorsqu’il y a rupture (LAINE et

cellules endothéliales et musculaires lisses (MIYAMOTO et al., 1997). Ces dernières expriment aussi de l’éotaxine pour recruter les mastocytes exprimant son récepteur CCR3 (C-C motif

chemokine receptor 3) (HALEY et al., 2000). Chez la souris, les mastocytes sont moins présents

dans l’intima que chez l’humain, mais leur présence y est augmentée en athérosclérose (SUN et

al., 2007). De plus, leur présence est marquée dans l’adventice d’où ils peuvent participer à

l’athérogénèse et la déstabilisation de la plaque (BOT et al., 2007). Il faut noter que, chez la souris, les mastocytes de l’adventice sont nettement plus proches de l’intima que leurs homologues humains, leur permettant d’avoir plus d’impact sur l’intima (LINDSTEDT et al., 2007). La hausse de la présence des mastocytes aux points de rupture et d’érosion des lésions est aussi corrélée avec l’augmentation de leur dégranulation, indiquant leur activité dans la pathogénèse de la lésion (KAARTINEN et al., 1994, KOVANEN et al., 1995, LAINE et al., 1999). Cette activation des mastocytes dans la lésion peut être due aux ox-LDL (KELLEY et al., 2006), à l’activation du système du complément dans la lésion (LAINE et al., 2002) et aux différents facteurs inflammatoires relâchés dans la lésion par les macrophages et lymphocytes qui colocalisent avec les mastocytes (LINDSTEDT et al., 2007).

Les mastocytes favorisent le transport trans-endothélial des LDL par l’augmentation de la perméabilité endothéliale aux lipoprotéines (MA & KOVANEN, 1997). L’héparine peut aussi lier les LDL et entraîner leur colocalisation avec la chymase et la CPA3, qui peuvent cliver l’ApoB100 et causer la fusion des LDL. Cette étape participe à la formation des cellules spumeuses (KOKKONEN et al., 1986, KOKKONEN & KOVANEN, 1989). Les mastocytes inhibent aussi l’efflux de cholestérol des macrophages par la dégradation de l’ApoA1, ApoA2 et ApoE (LEE- RUECKERT et al., 2011). Ils contribuent également au développement de l’inflammation dans la lésion, sécrétant le TNF-α, l’interféron-γ (IFN-γ) et l’IL-6 notamment (SUN et al., 2007),

participant à l’activation des cellules endothéliales et à leur expression de molécules d’adhésion (ZHANG et al., 2011), chimiokines comme le MCP-1, l’IL-8 et RANTES impliquées dans le recrutement de cellules inflammatoires dont les macrophages (SPINAS et al., 2014) et les neutrophiles (WEZEL et al., 2015). Les mastocytes participent aussi à la néovascularisation de la lésion et par leurs protéases à leur perméabilité, résultant en la présence de facteurs sanguins dans la lésion (Figure 11) (BOT et al., 2015).

La réduction de l’activité des mastocytes réduit la progression de l’athérosclérose dans les modèles animaux. L’athérosclérose progresse moins rapidement chez les souris LDLR-/-_(Wsh_/Wsh₎

en raison d’une réduction des niveaux d’IFN-γ et d’IL-6, de l’inflammation et des lipoprotéines (SUN et al., 2007, HEIKKILÄ et al., 2010). La mutation Wsh_/Wsh _{réduit aussi la progression de}

l’athérosclérose, ainsi que la toxicité hépatique de la diète athérogène, chez la souris ApoE-/-

(SMITH et al., 2012). De plus, le cromolyn réduit la progression de l’athérosclérose chez les souris LDLR-/- _{(WANG et al., 2013) et le tranilast fait de même chez le hamster hypercholestérolémique}

(GUO et al., 2009). L’interruption de la liaison OX40-OX40L, impliquée dans la réponse immunitaire Th2, par un anticorps contre OX40L réduit les niveaux de mastocytes dans les lésions des souris LDLR-/- _{et ralentit la progression de l’athérosclérose (FOKS et al., 2013). À l’inverse,}

l’activation artificielle des mastocytes par l’activation du récepteur TLR4, la substance P ou la surexpression du neuropeptide Y aggrave l’athérome, augmente l’apoptose des cellules musculaires lisses vasculaires et de l’hémorragie intra-plaque et contribue à la déstabilisation de la lésion (BOT et al., 2010, BOT et al., 2013, LAGRAAUW et al., 2014).

Figure 11 : Activité des mastocytes dans le développement de l'athérome

Les mastocytes activés relâchent des médiateurs comme la chymase, la tryptase, l’histamine et des cytokines (comme l’IL-8). La tryptase et l’IL-8 induisent l’expression de molécules d’adhésion endothéliales et la chimiotaxie des leucocytes dans la lésion. Les monocytes se différencient en macrophages puis en cellules spumeuses, phénomène stimulé par la chymase, la tryptase et l’héparine. Les cellules spumeuses peuvent ensuite mourir, un phénomène stimulé par l’héparine, et contribuer à la formation du noyau lipidique nécrotique. Les protéases mastocytaires dégradent le collagène et induisent l’apoptose des cellules musculaires lisses vasculaires (CMLV) sécrétoires le produisant, contribuant à la déstabilisation de la plaque et à sa rupture. Elles contribuent aussi à l’érosion de la lésion en induisant l’apoptose des cellules endothéliales. Les mastocytes contribuent aussi à la néovascularisation de la lésion par la relâche du facteur de croissance des fibroblastes basique (bFGF, basic fibroblast growth factor) et du VEGF, mais les protéases mastocytaires et l’histamine contribuent à la perméabilisation de ces nouveaux vaisseaux, menant à l’hémorragie intra-plaque. Ensemble, ces effets contribuent à la rupture de la lésion et à la formation d’un thrombus dans la lumière artérielle. Figure adaptée de Shi et collaborateurs (2015) et reproduite avec la permission de Nature Publishing Group.

Adhésion et infiltration Érosion Rupture

Plaquettes

Apoptose cellules

endothéliales Thrombus artériel riche en plaquettes Neutrophile Cellule T Monocyte Mastocyte activé Lumière I ntima M edia Adventice Macrophage Cellule spumeuse Cellule spumeuse apoptotique Dégradation du collagène Hémorragie intra-plaque CMLV sécrétoires CMLV sécrétoires apoptotiques Néovascularisation CMLV constrictrices Vasa vasorum Fibroblaste Adipocyte Chymase Tryptase Chymase Tryptase TNF-a Chymase Tryptase IL-8 Tryptase Héparine Chymase Tryptase Histamine bFGF VEGF Noyau lipidique nécrotique bFGF VEGF

La chymase contribue au rôle des mastocytes dans la progression de l’athérome. Dans les lésions humaines, les mastocytes recrutés dans l’athérome et l’adventice, ainsi que ceux retrouvés aux points de rupture des plaques, expriment la chymase (KOVANEN et al., 1995, LAINE et al., 1999). Celle-ci est grandement impliquée dans la dégradation des lipoprotéines et dans l’absorption du cholestérol par la lésion (LEE-RUECKERT et al., 2011). Elle limite aussi le rôle anti-inflammatoire de l’ApoA1 (NGUYEN et al., 2016). De plus, la formation de l’Ang-II par la chymase est augmentée dans la lésion, où on retrouve également l’intermédiaire ET-1 (1-31) de la synthèse de l’ET-1, deux peptides impliqués dans le développement de l’inflammation dans la lésion ainsi que la vasoconstriction de l’artère et la dysfonction endothéliale (IHARA et al., 1999, MAWATARI et al., 2004).

La répression de l’activité de la chymase peut augmenter la stabilité de la plaque de plusieurs façons, comme l’inhibition de l’activation des MMP-2 et -9 ainsi que l’augmentation de la survie des CMLV et cellules endothéliales (JOHNSON et al., 1998, LESKINEN et al., 2003, LINDSTEDT et al., 2004, HEIKKILA et al., 2008). De plus, la chymase possède la capacité de dégrader la fibronectine et la vitronectine. En plus de l’activation de MMP-9 (TCHOUGOUNOVA

et al., 2005, KAKIMOTO et al., 2010), ceci peut contribuer à l’apoptose des cellules endothéliales

et musculaires lisses et à l’instabilité du cap fibreux (LINDSTEDT et al., 2004). Ainsi, l’inhibition de la chymase par le RO5066852 réduit la progression des lésions de l’aorte thoracique chez la souris ApoE-/- _{et réduit l’accélération du développement des lésions dans l’ABC causée par}

l’activation artificielle systémique des mastocytes. De plus, le traitement augmente la densité en collagène et réduit la taille du cœur nécrotique dans la lésion de l’ABC. L’inhibiteur réduit aussi la fréquence des hémorragies intra-plaque dans l’artère carotide où les mastocytes ont été activés spécifiquement (BOT et al., 2011). Le SUN-C8257, autre inhibiteur de chymase, réduit la

progression des lésions grasses dans l’aorte des hamsters hypercholerstérolémiques (UEHARA et

al., 2002). L’inhibition de la chymase et la répression génique de la mMCP-4 peuvent aussi ralentir

le développement de l’anévrisme aortique abdominal chez la souris ApoE-/- _{en diète athérogénique}

et infusée chroniquement avec l’Ang-II, suggérant un rôle sur l’activité de ce peptide autant que sur sa production dans la lésion (IHARA et al., 1999, INOUE et al., 2009, SUN et al., 2009). Le potentiel de l’inhibition de la chymase dans le traitement de l’athérosclérose est donc bien présent, mais l’identification de l’isoforme de chymase impliquée chez la souris reste à déterminer. Son inhibition pourrait aussi aider à prévenir la thrombose due à la rupture de la lésion. Nous avons donc croisé des souris mMCP-4-/- _{avec des congénères ApoE}-/- _{afin d’étudier le rôle de cette}

isoforme de la chymase en athérosclérose, dans l’Article 2 de la thèse.

Un effet de la rupture d’une lésion athérosclérotique chez l’humain est l’infarctus du myocarde en raison d’un thrombus dans une artère coronaire, un événement absent chez la souris qu’il faut donc induire mécaniquement et qui constitue le sujet de l’Article 3 de la thèse.