En plus d'être des biomarqueurs des dommages vasculaires et des greffons, les MPs sont généralement considérées comme des éléments nocifs, en raison de leurs propriétés
pro-Page 180 coagulantes, pro-inflammatoires et pro-oxydantes et de leur effet inhibiteur sur la réparation vasculaire.
En effet, les MPs ont été démontrés comme étant des biomarqueurs du risque cardiovasculaire primaire et secondaire [438]. De plus, des taux élevés de MPs pro-coagulantes d'origine endothéliale et leucocytaire ont été associés à une coagulopathie intravasculaire disséminée (DIC) chez un patient septique [439]. Des données récentes provenant d'études in vitro ont montré l'effet bénéfique de certaines sous-populations de MPs endothéliales qui pourraient moduler les mécanismes de mort cellulaire, stimuler la réparation vasculaire et les activités cytoprotectrices médiées par la protéine C activée (APC) [440].
En effet, dans des circonstances pathologiques aiguës, les MPs endothéliales ont d'abord été considérées comme des transporteurs d'informations biologiques délétères pour la fonction endothéliale menant à la DIC et à la mort cellulaire. Des travaux réalisés au laboratoire ont montré l’intérêt thérapeutique potentiel des MPs par le transfert de l’activité protéine C activée à des cellules cibles via la présence d’EPCR (le récepteur d’APC). De plus, l'injection des MPs porteuses d’APC à des rats septiques naïfs a modifié la réactivité vasculaire chez le receveur et réduit l'inflammation dans les tissus cardiaques et vasculaires [441, 442]. De plus, d'autres groupes ont démontré que les effets cyto-protecteurs de l'APC sont également véhiculés par les MPs endothéliales porteuses d’APC. Cela inhibe la libération de MPs procoagulantes et diminue l'apoptose des cellules endothéliales [356].
Les MPs peuvent dans certaines conditions exercaient des effets bénéfiques, comme leur action proliférative qui facilite la réparation des tissus. Les MPs endothéliales stimulent le processus angiogénique. Cette stimulation peut être nocive, comme dans le développement des cancers et la rétinopathie diabétique proliférative, mais peut aussi être bénéfique, comme c’est le cas dans la réparation vasculaire des tissus ischémiques [443]. Cantalupi et al. ont montré que les microvésicules dérivées de cellules progénitrices endothéliales qui contiennent également des MPs peuvent protéger le rein contre une lésion aiguë ischémique [221].
Ensemble, ces données soulignent la nécessité de développer de nouveaux modèles in vivo pour étudier le rôle des MPs dans les tissus et les fluides afin de comprendre comment elles contribuent à l'homéostasie des organes. Les perspectives de recherche devront s’intéresser aux rôles physiopathologiques des MPs, aux mécanismes de contrôle de vésiculation endothéliale et de libération des MPs. Il faudra également décoder les mécanismes de liaison des MPs aux cellules cibles et réussir à moduler de manière pharmacologique les mécanismes qui contrôlent la génération des MPs.
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Conclusions et Perspectives
Page 182 En conclusion, toutes nos données suggèrent que le pancréas est un organe précocement sensible à la sénescence liée à l’âge. Il est également indiqué qu'au moins dans le modèle de rat, le pancréas est un indicateur précoce de stress oxydatif avant tout signe de lésion vasculaire. Nos données suggèrent que les individus en bonne santé d'âge moyen présentent des îlots morphologiquement altérés, des signes précoces de dysfonction pancréatique et de la sénescence. Ces éléments sont très importants à prendre en considération dans la transplantation de pancréas ou d’îlots où l’âge des donneurs est de plus en plus élevé.
De plus, la deuxième partie de notre étude a montré un effet délétère des MPs pro-sénescentes endothéliales (P3) sur la fonctionnalité de l'îlot pancréatique de rat. Parallèlement à cette observation, nous avons montré une augmentation de la sénescence cellulaire, éventuellement liée à un effet paracrine des MPs endothéliales. Ces données sont fortement en faveur de l'existence d’un rétro-contrôle négatif entre les cellules endothéliales et les cellules des îlots pancréatiques via les MPs endothéliales sénescentes. En effet, l'effet délétère des MPs pro-sénescentes a été clairement mis en évidence par nos études ex vivo. Inhiber un tel effet pourrait s’avérer bénéfique pour la greffe d’îlots. Tous ces résultats ont montré que la sénescence cellulaire liée à l’âge est un facteur à prendre en compte dans la transplantation mais aussi comme étant un processus contributif de l'ischémie-réperfusion qui induit des dommages vasculaires et des dysfonctionnements, comme observé au cours de l’IBMIR.
De plus, nos données suggèrent que le pré-conditionnement de l'îlot pourrait améliorer le succès du greffon en limitant le dysfonctionnement lié à l'âge dans l’organe du donneur avant son implantation. Nos résultats ont également permis une meilleure compréhension de la manière dont le vieillissement affecte la fonction du pancréas. Les résultats de cette étude donnent ainsi des informations sur la physiopathologie du pancréas et constituent une base solide pour le développement de stratégies thérapeutiques permettant d’améliorer la transplantation d’îlots pancréatiques.
Par la suite, d’autres études ex vivo et in vitro seront réalisées afin de développer un modèle de transplantation d’îlots pancréatiques chez les animaux diabétiques. Par exemple, le modèle de sénescence des îlots que nous avons développé n'a pas encore été étudié en présence des composants sanguins. Ceci pourrait être réalisé en appliquant le modèle de boucle fermée « tubing loop » rapportée par Akima et al. [444]. L’effet pharmacologique des médicaments initialement étudiés in vitro devra être évalué in vivo. Pour cette dernière étape, le modèle de greffe intraportale dans le lobe de Spiegel chez le rat est une technique de référence qui permet
Page 183 d’étudier l'implantation d'îlots dans une zone restreinte du foie. Cette technique a l’avantage d’utiliser une quantité de MPs moins importante que dans les modèles de greffe d’îlots dans le fois entier. Ces MPs, qui peuvent être identifiées par des marqueurs spécifiques, pourraient être administrées en tant que modulateurs de la fonction des îlots par voie intraveineuse ou dans la chambre oculaire, comme récemment proposé dans l'étude du rôle du système vasculaire sur le rajeunissement des îlots âgés chez le jeune receveur [434].
Le pré-conditionnement pharmacologique des îlots pancréatiques a été peu étudié dans des modèles animaux. Cependant, l’APC qui est une protéine anticoagulante récemment reconnue comme un ligand activant les récepteurs PAR-2 à médiation inflammatoire et anti-apoptotique, pourrait contribuer à la protection des îlots. En effet, chez des souris génétiquement modifiées qui surexpriment le récepteur à l’aPC (EPCR), la fonction des îlots greffés a été préservée [445]. De plus, on a montré que l'aPC elle-même protégeait des îlots isolés ex vivo dans un modèle de tubing loop contenant du sang, t indiquant ainsi son utilité pour empêcher la réaction IBMIR [444].
De même, la thrombomoduline, une autre protéine endothéliale anticoagulante qui est capable de déplacer l'action procoagulante de la thrombine vers des propriétés anti-coagulantes, par l'activation de la protéine C et qui initie l'inhibition du rétro-contrôle de la production de thrombine, a récemment été identifiée comme un outil intéressant pour préserver la fonction des îlots chez les souris diabétiques transplantés [446]. En effet, lorsqu'elle est administrée par voie intraveineuse sous la forme d'une suspension liposomique, la thrombomoduline s'accumule préférentiellement dans le foie, facilitant ainsi l'inhibition de l’IBMIR.
Une autre forme de pré-conditionnement pourrait être le ciblage des floppases qui favorisent la libération des MPs. Plusieurs candidats potentiels ont déjà été identifiés comme cibles d’inhibiteurs spécifiques. Il s’agit notamment du TMEM16F, ainsi que d’autres scramblases vraies ou occasionnelles. D’autre part, l'annexine V pourrait être utilisée pour constituer un bouclier protecteur autour des cellules activées, ce qui contrebalançait le processus de libération de MPs. Ce type de ciblage de PhtdSer pourrait être bénéfique pendant les réponses cellulaires aiguës comme observé pendant la réaction IBMIR, ou inversement dans l'activation cellulaire progressive et la libération de MPs observées pendant la sénescence.
Notre travail a montré un effet néfaste des MPs endothéliales pro-sénescentes sur la fonction des îlots. Ainsi, les médiateurs de la sénescence, tels que les protéines du système local de l’angiotensine ou encore les protéines impliquées dans la génération de ROS, pourraient être
Page 184 des cibles potentielles de nouvelles stratégies de protection des îlots transplantés.
En conclusion, les MPs pro-sénescentes apparaissent comme les principaux effecteurs des lésions des tissus pancréatiques. Les mécanismes d'interaction et de capture des MPs par les cellules, ainsi que leur capacité à véhiculer des molécules actives restent mal connus dans des tissus tels que le foie ou le pancréas. La compréhension des mécanismes sous-jacents et de leurs effets nocifs nécessite de nouvelles études in vitro et in vivo pour assurer le développement de nouveaux médicaments ou stratégies thérapeutiques. Les objectifs de ces traitements seraient de limiter leur génération, reprogrammer leurs propriétés, favorisant ainsi une modulation pharmacologique locale par une administration ciblée.
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Communications and Publications
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