Conséquences du surplus de cholestérol intracellulaire pour la fonction des macrophages.

Malgré les stratégies d’adaptation cellulaires utilisées par les cellules spumeuses, soit l’entreposage sous forme de CE ou soit la sortie du CL, l’entrée persistante de cholestérol associée aux lipoprotéines modifiées surcharge les processus homéostatiques qui tentent de réguler les niveaux intracellulaires de cholestérol. En effet, l’apport croissant de cholestérol à la cellule court-circuite à différents niveaux les processus visant à atténuer les niveaux anormaux de cholestérol.

Le premier niveau affecté et le plus critique est celui de la machinerie lysosomiale. Plus la progression de la plaque athéromateuse se déploie, plus une quantité résiduelle de cholestérol s’accumule dans les lysosomes des cellules spumeuses. Près de 80 % de l’excès de CL est retrouvé dans cet organite.129 L’une des explications de cet excès dans les lysosomes est la vitesse de livraison de cholestérol.130 Lors d’une entrée trop rapide et précipitée du cholestérol dans la cellule, l’efficacité de la machinerie lysosomiale est diminuée. Une augmentation de l’entreposage dans les lysosomes indique alors une inhibition de l’hydrolyse et la clairance du CL, créant ainsi un déséquilibre de l’homéostasie cellulaire.131

Cette inhibition de la fonction des lysosomes mène à l’induction de plusieurs signaux intracellulaires tels l’inhibition de l’ATPase vacuolaire (v-ATPase) dans la membrane lysosomiale et la perméabilité de celle-ci. En effet, une accumulation de CL inactive la pompe v-ATPase qui est responsable de l’entrée des ions H+ dans la

lumière des lysosomes afin de maintenir l’environnement acide nécessaire pour l’action lytique des lysosomes. Cette inhibition est causée par une perte des ions H+, causée entre autres par la perméabilité de membrane, ce qui augmente le pH à des niveaux supérieurs du champ fonctionnel de LAL.132 Ce pH élevé empêche l’action de la LAL et compromet l’hydrolyse des CE, résultant en un engorgement de CE dans le compartiment lysosomial. La perméabilité de la membrane causée par l’accumulation de CL est augmentée par l’oxydation accrue du cholestérol en phase avancée des lésions athéromateuses.119 Cette surcharge de CE dans le compartiment lysosomial amène un degré de toxicité cellulaire important, conduisant à la voie de l’apoptose.

De plus, la dysfonction lysosomiale due à la haute concentration de CL membranaire peut avoir des conséquences indirectes sur le trafic intracellulaire du cholestérol vers les autres localisations nécessitant du CL. En effet, non seulement le réacheminement du CL vers la membrane plasmique mais aussi vers le RE est fortement compromis.133 Par ce biais, l’autre site d’entreposage situé au RE, est lui aussi affecté. Vu la diminution de l’apport de CL vers les gouttelettes lipidiques, le cycle d’estérification de CL est compromis.

En effet, une éventuelle défaillance du processus d’estérification par l’ACAT- 1 est observée et mène à une diminution de CE, ce qui conduit à un niveau massif de CL qui en retour déclenche une réponse de stress dans la RE.49,119.

De plus, cette augmentation de CL mène aussi à la création de dérivés du cholestérol nocifs par l’entremise des ROS, soit des oxystérols dont le 7- cétocholestérol. L’accumulation du CL et du 7-cétocholestérol s’avère suffisante afin d’induire une réponse de stress du RE et d’amorcer un processus d’apoptose.134

Une réponse de stress du RE est caractérisée comme étant une perturbation transitoire ou prolongée des fonctions reliées au RE, soit la synthèse protéique, la régulation du métabolisme du calcium et le potentiel redox intracellulaire.135 Ce

type de perturbations agit sur les protéines senseurs qui assurent d’ordinaire le processus de la survie cellulaire. Ces protéines du RE sont IRE1, PERK et ATF6, qui lorsqu’activés par l’accumulation de CL et/ou la présence de 7-cétocholestérol, induisent une voie de protection cellulaire, la réponse cellulaire aux protéines dépliées (UPR).136

Les éléments perturbateurs induisant un stress au RE sont parfois insuffisants pour déclencher des réactions apoptotiques massives. Or, l’implication du pattern recognition receptor family (PRR), qui fait appel à l’identification de ligands (OxLDL, lipopolysacharides (LPS)) par les récepteurs d’épuration SR-A et CD36 et les récepteurs TLR4 et TLR6 alimentent de plus belle le stress au niveau du RE.137 Le stress prolongé du RE, initié par la toxicité cellulaire du CL, va causer une inhibition de la voie de survie cellulaire et mener à l’initiation de l’apoptose.

Pendant un stress chronique du RE, IRE1 peut s’auto-phosphoryler afin d’activer en aval la voie de JNK et la famille pro-apoptotique des protéines BCL-2. Cette activation permet le relâchement du cytochrome C dans la chaine respiratoire des mitochondries cellulaires, induisant la cascade de la voie des caspases pour induire l’apoptose.138 (Figure 3, p.29)

Mais la voie de signalisation la plus importante dans l’induction de l’apoptose est celle associée au senseur de la voie UPR, PERK. En effet, PERK active de manière prédominante la voie d’apoptose menée par la protéine homologue de CEBP (CHOP). La voie de CHOP induit simultanément l’activation de la famille pro-apoptotique des protéines BCL-2 et initie le relâchement cytoplasmique du calcium stocké dans le RE, par le rIP3.80 Ce relâchement du calcium induit une rigidité à la membrane et est capté par la kinase calcium/calmoduline dépendante de type II (CaMKII), qui va par son activation, induire la voie du récepteur de mort cellulaire Fas et mener à l’activation de la NADPH oxydase, enzyme impliquée dans la production de ROS.139 Ces voies de signalisation cellulaires vont enclencher la programmation de mort cellulaire de manière dépendante et indépendante des

mitochondries et participer à la formation du noyau lipidique nécrosé dans la plaque instable. (Figure 3, p.29)

Figure 3: Les voies d’activation de l’apoptose dans le macrophage spumeux.

Adapté de Scull, CM. 2011140