L’oxydation des LDL au niveau intimal :

L’oxydation des LDL résulte de l’interaction électrostatique entre les protéoglycanes de la matrice extracellulaire et les régions basiques de l’apoB-100 sous l’effet des forces de cisaillement négatives qui règnent au niveau des sites de

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l’athérosclérose (les bifurcations artérielles, les courbures et l’origine des branches) (382) (383).

Cette interaction peut être également favorisée par la lipoprotéine lipase qui exerce une fonction de brid-ging entre les particules LDL et les protéoglycanes de la matrice extracellulaire (383), (384), par la myéloperoxydase via l’interaction directe avec la particule apoB100 des LDL (385) et par la présence dans le milieu des ions ferreux et cuivreux qui ont un pouvoir pro-oxydant et peuvent amorcer et accélérer la peroxydation lipidique (386), (387), (388).

Les cellules de la paroi artérielle (les cellules endothéliales, les cellules musculaires lisses, les monocytes et les macrophages) sont capables de produire des espèces activées de l’oxygène (anion superoxyde, peroxyde d’hydrogène, NO [oxyde nitrique]) pouvant directement oxyder les LDL (389).

Les LDLox perdent leur affinité pour leur récepteur spécifique ApoA/E et empreintent de nouvelles voies cataboliques par l’intermédiaire des récepteurs

scavenger ou « éboueurs » de classe A et B qui sont situés à la surface des

macrophages (390), à ce stade les LDLox sont capable d’induire la synthèse de facteur chimioattractant comme le MCP-1 par la cellule endothéliale, la cellule musculaire lisse mais aussi le macrophage (391) à l’origine de l’activation endothéliale (392).

 Les étapes de l’oxydation lipidique des LDL :

-Le démarrage du mécanisme par un radical libre oxygéné (ROS) qui se traduit par une peroxydation lipidique à la surface de la LDL.

-La propagation du phénomène dépend en partie de l’enzyme PAF-AH (Platelet Activating Factor-Acetylhydrolase ou lipoprotein- associated phospholipase A2) (393). Cette enzyme principalement associée aux LDL, possède une activité phospholipase A2 qui peut provoquer une amplification de la peroxydation lipidique.

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Le stress oxydant, l’activation endothéliale et le désequilibre entre les cytokines pro-athérogènes et antiathérogènes, notemment, le dépassement de la balance MMP/TIMP (métalloprotéases / inhibiteurs des métalloprotéases) (394) (395), constituent les éléments inhitiateurs et aggravant des lésions contenant des lipides oxydés (396).

2.4. La formation des cellules spumeuses : a. Les récepteurs spécifiques des LDL modifiés :

Les LDL oxydés perdent leur affinité pour leurs récepteurs ApoB/E soumis à la régulation négative « down régulation » et sont captées par les récepteurs spécifiques des LDL modifiées :

La première classe des récepteurs : inclut les récepteurs transmembranaires homotrimériques de type II.

-Le récepteur scavenger de type A : intervient dans l’internalisation des LDL oxydées à la phase précoce de l’athérogenèse (397).

Le récepteur scavenger de type SRA-AI, II, III est exprimé pendant la différenciation des monocytes en macrophages et pendant la transformation des macrophages en cellules spumeuses (398).

-Le récepteur Toll-Like (TLR) : n’est pas directement responsable de la

captation des LDL oxydées par le macrophage, mais il intervient dans la cascade d’activation macrophagique (399).

- Le récepteur LOX-1 « lectin-like Ox-LDL receptor-1 » : appartient à la famille

des lectines de type C et capable de reconnaitre et d’internaliser les LDLox, exprimé en forte proportion au niveau de l’endothélium, mais aussi au niveau des macrophages et des cellules musculaires lisses.

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La deuxième classe : inclut des récepteurs en forme de fer à cheval.

-Le récepteur scavenger de type B, SRB I/II et le CD36 : exprimé sur les monocytes, les macrophages et les cellules endothéliales.

- Le CD36 participe directement à la formation des cellules spumeuses (400).

La troisième classe : est constitué par les récepteurs transmembranaires de type I tels que les récepteurs VLDLR, LR11 et LRP1 ou LDL receptor-related protein 1.

b. Les cellules présentatrices des récepteurs pour les LDL oxydés :

Les cellules endothéliales présentent à leur surface le récepteur aux VLDL ou VLDLR, le récepteur scavenger SR-BI, le récepteur SREC et le LRP1 en moindre quantité.

Les macrophages présentent de nombreux récepteurs responsables de la capture des lipoprotéines oxydées ou sous forme d’agrégats mais aussi de débris cellulaires. Ils incluent le récepteur scavenger SR-A, CD36, CD68 (401) mais également le LRP1 et CD91 (366).

Les cellules musculaires lisses expriment des récepteurs permettant l’interaction avec les lipoprotéines et d’autres ligands comme TFP1 (tissue factor pathway inhibitor) et la lipoproteine lipase en dehors des récepteurs LDL, LRP1, le récepteur VLDL et LR11.

c. Les mécanismes de formation des cellules spumeuses :

En l’absence de rétrocontrôle négatif sur l’activité et le nombre des récepteurs scavegers (ScR), et du fait d’une inhibition des transporteurs exportateurs de cholestérol, ABCA-1 (ATP-Binding Cassette Transporter A-1) et ABCG-1 par les

cytokines inflammatoires, l’accumulation de lipides intra-cytoplasmiques aboutit à la formation des cellules spumeuses, lésions primitives de l’athérosclérose.

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D’autres modes de captation des LDL par le macrophage conduisent à une surcharge intracellulaire en esters de cholestérol ; il s’agit de phagocytose et de complexes immuns.

-La phagocytose : Les LDL oxydées sont internalisées par les macrophages par endocytose ou pinocytose. Ces LDL sont accumulées dans les lysosomes secondaires sans être dégradées par les protéases, à l’inverse des LDL acétylées qui sont dégradées, formant alors des gouttelettes lipidiques cytoplasmiques (402).

-Les complexes immuns : Des auto-anticorps dirigés contre les résidus lysine conjugués à des fragments d’acide gras, tels que le malondialdéhyde, produits in vivo au cours des processus oxydatifs, ont été retrouvés dans le sang d’animaux normaux et hypercholestérolémiques, ainsi que chez des sujets sains ou coronariens (403).

Ces auto-anticorps pourraient reconnaitre des LDL faiblement oxydés et former un complexe immun, qui serait alors capté avec une forte affinité par le récepteur du fragment Fc des immunoglobulines, présent sur les macrophages.

Ces auto-anticorps reconnaissent également des épitopes spécifiques de l’oxydation présents sur les cellules apoptotiques, qui contribuent très certainement à l’homéostasie physiologique des cellules mortes par apoptose ou par nécrose, après avoir subi des modifications oxydatives (404).

d. L’amplification du phénomène inflammatoire :

La pénétration et la rétention préférentielle des lipoprotéines athérogènes et leurs accumulation dans l’espace sous endothélial déclenchent le recrutement et l’infiltration de monocytes circulants dans l’intima.

L’infiltration de la paroi par les cellules inflammatoires, monocyte-macrophages et lymphocytes est liée au double processus cellulaire d’adhésion et de migration transendothéliale de ces cellules (366).

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L’infiltration cellulaire nécessite une première phase d’adhésion réversible, impliquant les sélectines, P et E-sélectines, suivie d’une adhésion stable irréversible impliquant ICAM-1 et VCAM-1, ligands des molécules d’adhésion des monocytes circulants (intégrines, respectivement VLA-4 [Very Late Antigen-4] et LFA-1

[Lymphocyte Functionassociated Antigen-1]).

L’adhésion des monocytes à la surface de cellules endothéliales activées par le TNF-α entraîne une forte augmentation de l’expression du CD36 des monocytes (405). En revanche, le LPS (lipopolysaccharide) et l’IFN-γ (interféron gamma) l’inhibent (406). Par ailleurs, les LDL oxydées entraînent une augmentation de l’expression du CD36 sur les monocytes-macrophages via l’activation de PPAR-γ

(Peroxisome Proliferator-Activated Receptor gamma) (367).

La migration implique la présence des protéines d’adhésion, intégrines leucocytaires et protéines d’adhésion endothéliale, et également la présence au sein de la paroi, de substances chimioattractantes comme le MCP-1, « monocyte chemotactic protein 1 », synthétisé par les cellules musculaires lisses et les cellules endothéliales, et interagissant avec son récepteur spécifique le CCR2 à la surface des monocytes (407).

Les LDL oxydées sont capables d’induire l’expression de facteurs de croissance comme le M-CSF (Macrophage-Colony Stimulating Factor) qui va entraîner la

maturation macrophagique du monocyte et permettre l’amplification du phénomène par la potentialisation des processus d’oxydation et la formation des cellules spumeuses (366).

L’amplification de la réaction inflammatoire est liée à l’interaction entre monocyte-macrophages et lymphocytes, médiée par les intégrines leucocytaires mais aussi par des systèmes plus directement impliqués dans les processus inflammatoires comme les interactions CD40-CD40 ligand (408) et certaines cytokines comme l’IL-8 et ses récepteurs.

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e. La migration des cellules musculaires lisses :

Les CML recrutés vers l’intima migrent de la média à travers la limitante élastique interne, en modifiant leur propriété contractile, sécrétoire et proliférative et leur phénotype différencié en un phénotype dédifférencié.

Les CML présentes dans l’intima se caractérisent par une faible expression de protéines contractiles (myosine, actine), un index de prolifération plus élevé et une capacité de synthèse protéique plus importante (matrice extracellulaire, protéases et cytokines). En plus, elles expriment des récépteurs scavengers (ScR), participant à l’internalisation des LDL oxydées et à la formation des cellules spumeuses (409).

L’interaction entre CML et monocyte/ macrophage se fait par l’intermédiaire des molécules d’adhésion ICAM-1, VCAM-1 (410) et la fractalkine (CX3CL1) (411) que la cellule musculaire lisse exprime à sa surface. La CML peut également sécréter un grand nombre de cytokines inflammatoires (le PDGF, le TGF-β, l’IFN-γ, le MCP-1 et le

MIF (Macrophage-migration Inhibitory Factor)) participant au processus

athéroscléreux (412), comme elle peut intervenir dans le maintien des monocytes/macrophage au sein de la lésion athéroscléreuse (413), et dans la protection des cellules immunitaires contre l’apoptose (414).

Les LDLox et la lysophosphatidylcholine produite par l’oxydation des LDL, augmentent l’expression du PDGF et du HB-EGF (Heparin-Binding Epidermal Growth Factor) dans les cellules musculaires lisses (415). La lysophosphatidylcholine et

certains phospholipides oxydés présents dans les LDL favorisent la libération par les cellules musculaires lisses de FGF-1 et de FGF-2 (Fibroblast Growth Factors) qui

stimulent la synthèse d’ADN ainsi que la réplication des cellules (416).

Le facteur stimulant la prolifération des CML est le PDGF avec d’autres facteurs de croissance en particulier le bFGF et l’IGF-1 qui est un puissant facteur de survie des CML.

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Deux mécanismes d’action ont été suggérés pour expliquer l’effet des facteurs de croissance sur la cellule musculaire lisse :

-Une action paracrine : le PDGF libéré par les cellules endothéliales et les macrophages environnants va agir sur les CML.

-Une action autocrine ; la cellule sécrète elle-même l’agent qui agit sur sa propre croissance.