Etude 1 – Le BDNF d’origine vasculaire

Il est maintenant bien admis que le BDNF est synthétisé à la fois par les vaisseaux périphériques et cérébraux. Les principaux résultats obtenus in vivo sont issus du laboratoire et montrent une expression du BDNF par les artères périphériques et/ou cérébrales ainsi que par les microvaisseaux cérébraux (Quirie et al. 2012; Prigent-Tessier et al. 2013; Monnier, Garnier, et al. 2017; Monnier, Prigent-Tessier, et al. 2017; Pedard et al. 2018; Totoson et al. 2018). Toutefois, l’expression du BDNF dans les veines n’a pas été reportée in vivo jusqu’à présent. Nos travaux issus de l’étude 1 sont les premiers à étudier in vivo, l’expression du BDNF dans la veine cave inférieure et à comparer cette dernière avec celle de l’aorte abdominale (vaisseau de même territoire vasculaire). Nos résultats montrent, en condition basale, que l’aorte abdominale exprime plus de BDNF que la veine cave inférieure. Nos études d’immunofluorescence identifient l’endothélium comme la source principale de BDNF dans les deux vaisseaux comparés à la média. La différence d’expression entre l’aorte et la veine peut s’expliquer par la différence de SS appliqué sur l’endothélium de l’artère et la veine. En effet, l’aorte, avec un diamètre interne plus petit que celui de la veine, présente un SS plus important. Il est également possible que cette différence soit liée à la proportion de CMLV, la média de l’aorte étant plus épaisse que celle de la veine. Par la suite, il serait intéressant de comparer des vaisseaux de résistance et de conductance afin d’évaluer si la caractéristique fonctionnelle du vaisseau influence l’expression du BDNF.

152 Dans cette étude nous avons également augmenté le SS en réponse à l’EX en utilisant un modèle d’EX réalisé en routine au laboratoire. Ce protocole d’EX imposé (18 m/min pendant 30 min/jour, 7 jours consécutifs) augmente significativement les taux de BDNF dans les artères périphériques et les microvaisseaux cérébraux (Quirie et al. 2012; Prigent-Tessier et al. 2013; Monnier, Garnier, et al. 2017). Au niveau périphérique, la comparaison de la réponse de l’artère et la veine à l’EX montre que les deux vaisseaux répondent de façon similaire en surexprimant à la fois le BDNF, les p-TrkBTyr816 _{et la eNOS. De façon étonnante, aucune corrélation n’a été}

obtenue entre les expressions de BDNF et de p-eNOSSer1177 _{en condition d’EX, quel que soit le}

vaisseau étudié alors qu’au niveau des fractions enrichies en microvaisseaux cérébraux, le laboratoire a mis en évidence une corrélation positive entre ces deux paramètres (Monnier 2017). Ce résultat peut d’une part, s’expliquer par la méthode d’évaluation de la production endothéliale de NO adoptée. En effet, le dosage par WB des protéines eNOS phosphorylée (p- eNOSSer1177_{) et non phosphorylée, renseigne exclusivement les taux protéiques des enzymes}

productrices de NO. Or, la production de NO dépend de l’activité des enzymes de synthèse mais également de la disponibilité de l’arginine (substrat) et de l’activité des arginases qui sont en compétition avec la eNOS. Pour la suite de cette étude, il serait ainsi important d’évaluer le lien NO-BDNF vasculaire en conditions basale et stimulée, en mesurant la production de NO par des techniques directes comme le dosage nitrite/nitrate ou l’utilisation d’une sonde de diaminofluorescéine-2 diacétate (DAF-2DA).

D’autre part, une autre explication est que la surexpression de BDNF vasculaire en réponse à l’EX ne dépendrait pas exclusivement de la production endothéliale de NO. L’exposition de l’aorte et la veine à du GTN (donneur de NO) avant et après EX aurait permis d’obtenir des arguments supplémentaires en faveur ou non de cette hypothèse. On sait en effet, que l’EX augmente les taux circulants d’autres facteurs tels que le facteur tissulaire du plasminogène (t- PA) et l’irisine. Le lien entre le t-PA et le BDNF a été mis en évidence il y a maintenant plus d’une décennie, en montrant que le système t-PA/plasmine permet de cliver le proBDNF en BDNF. De plus, au laboratoire, il a été démontré que le t-PA module la production cérébrale de BDNF via l’activation des récepteurs NMDA (Rodier et al. 2014). Toutefois, ces résultats concernent la production cérébrale de BDNF et n’apportent aucune preuve d’un lien entre t-PA et production endothéliale de BDNF. Il serait donc important de déterminer dans quelle mesure cette molécule est impliquée dans la surproduction endothéliale de BDNF en réponse à l’EX. L’autre possibilité, bien qu’hypothétique pourrait être l’impact de l’irisine sur la surproduction

153 endothéliale de BDNF en réponse à l’EX. Néanmoins, les résultats disponibles ne concernent que le BDNF d’origine cérébral, la littérature ne fournissant pas de données sur l’impact de cette myokine sur le métabolisme endothélial du BDNF.

Même s’il apparaît maintenant clairement que l’endothélium représente une source importante de BDNF, à la fois à la périphérie et au niveau cérébral, le rôle de celui-ci n’est pas clairement identifié. Des travaux montrent que le BDNF endothélial joue un rôle vasodilatateur et angiogénique mais son rôle dans la neuroplasticité n’a pas été démontré in vivo. A cet égard, le laboratoire a récemment obtenu un financement pour créer une souris KO conditionnel n’exprimant pas de BDNF dans l’endothélium. La caractérisation du phénotype de cette souris permettra ainsi d’identifier le rôle neuroplastique du BDNF endothélial.