Les «TRP sparklets»

L’influx calcique est principalement étudié via le mécanisme de SOCE qui permet de remplir le RE suite à une déplétion complète de cette réserve intracellulaire en Ca2+. La littérature démontre que cette entrée de Ca2+ _{qu’on qualifie d’ordre global provient} principalement de TRPs. Par contre, l’entrée de Ca2+ par les canaux TRPs peut également être responsable de signaux calciques de plus faibles amplitudes et dispersions que la réponse calcique observée lorsque le SOCE est déclenché. La diversité de signalisations calciques locales résultant des TRPs prend sans cesse de l’ampleur et ces signalisations sont généralement nommées selon l’isoforme des TRPs impliquée, suivi du terme « sparklets » (Figure 16). Il ne faut pas confondre ces signalisations avec les « Ca2+ sparklets » observés

dans les cellules musculaires qui résultent d’une entrée de Ca2+ via les VDCC et qui induisent du CICR avec les RyRs à proximité [386, 387]. La libération de Ca2+ par les RyRs dans les cellules musculaires est désignée « Ca2+ spark » [388, 389].

Les premiers effecteurs des dynamiques calciques locales endothéliales résultant d’un influx calcique à avoir été identifiés sont les TRPV4. Ce canal est reconnu dans la littérature pour sa capacité à agir à titre de méchanosenseur [390]. Ainsi, les TRPV4 sont intéressants à considérer dans un type cellulaire constamment soumis à des variations d’étirement tel que les cellules de la paroi vasculaire. Les TPRV4 sparklets ont été caractérisés dans les artères mésentériques de souris. Bien qu’ils soient observés au niveau de la PME (40%), on les retrouve également vers les extrémités des cellules (31%). Comparativement aux pulsars calciques, les TRPV4 sparklets endothéliaux présentent une très faible amplitude, soit environ 1.19 F/F0. Les résultats obtenus sur des CE fraîchement isolées suggèrent que l’activation de TRPV4 module l’activité des KCa résultant en une hyperpolarisation de la CE. De façon basale, ces signaux calciques semblent toutefois peu fréquents [391]. Il est possible d’augmenter leur activité en utilisant des agonistes de TRPV4 tels que le GSK1016790A [392]. Bien que l’occurrence des TRPV4 sparklets semble de prime abord faible, l’étude menée par le groupe

de Mark T. Nelson démontre que l’ouverture de seulement 3 canaux TRPV4 endothéliaux est suffisante pour causer une vasodilatation maximale de l’artère via des mécanismes dépendants des KCa suggérant une grande efficacité en termes de couplage mécanisme d’activation- effecteur [391]. Il est démontré qu’au niveau de la PME, la PKC était ancrée à proximité des canaux TRPV4 via une protéine d’ancrage (i.e AKAP150). En condition d’hypertension, ce microdomaine est perdu et la vasodilatation dépendante de TRPV4 en est affectée suggérant que cette voie de signalisation possède son importance au niveau physiologique [391, 393]. Notons qu’expérimentalement parlant, l’observation des TRPV4 sparklets a été essentiellement effectuée en condition de déplétion du RE par l’ajout de CPA. Considérant la faible amplitude des TRPV4 sparklet, il était essentiel pour visualiser ces derniers d’éliminer les signaux calciques de plus grande amplitude générés par la libération de Ca2+ _{du RE} Figure 16. Schématisation simplifiée des mécanismes de régulation des TRPA1 sparklets et

TRPV4 sparklets endothéliaux.

Les TRPA1 sparklets (gauche) résultent d’un influx de calcium (Ca2+) par les canaux TRPA1 (rouge). La production d’espèces réactives d’oxygènes (ROS) extracellulaires par la NADPH oxydase (NOX) favorise la peroxydation de lipides membranaires (LPP). Les produits de peroxydation en découlant stimulent les TRPA1 permettant une entrée de Ca2+ _{localisée. Les}

TRPV4 sparklets (droite) résultent d’un influx de Ca2+ par les TRPV4 (mauve) entre autres localisées dans la projection myoendothéliale (PME). Cette entrée est stimulée par la protéine kinase C (PKC) ancrée à proximité du TRPV4 par la protéine d’ancrage AKAP150. NADPH : Nicotinamide adénine dinucléotide phosphate à l’état réduit, NADP : Nicotinamide adénine dinucléotide phosphate, CE : Cellule endothéliale, RE : Réticulum endoplasmique, LEI : Lamina élastique interne, CML : Cellule musculaire lisse

[391]. Les TRPV4 sparklets ont également été rapportés dans les CML où les partenaires AKAP150-PKC semblent être conservés [394].

Les TRPA1 sparklets ont été caractérisés au niveau des artères cérébrales de rat [395]. Initialement, le rôle potentiel des TRPA1 sparklets a été mis en évidence en démontrant l’effet vasodilatateur dépendant de l'endothélium d’un agoniste de ces canaux, d’allyl isothiocyanate (AITC), sur des artères pressurisées. Des études d’immunofluorescence ont par la suite permis de localiser TRPA1 majoritairement au niveau des fenestrations de la LEI suggérant que l’effet observé découlerait de l’activation des mécanismes présents dans la PME tels que les KCa3.1. De ce fait, l’effet vasodilatateur induit par l’AITC ne semble pas être affecté par les inhibiteurs de NOS ou de COX, mais plutôt par les inhibiteurs des KCa [395]. Parallèlement, l’ajout d’AITC à des artères cérébrales ouvertes longitudinalement et chargées avec une sonde calcique fluorescente démontre des augmentations de Ca2+ restreintes (i.e non globales; qui ne se propagent pas) au niveau de l’endothélium. Une corrélation entre ces évènements obtenus par imagerie calcique à haute vitesse et le marquage fluorescent de TRPA1 dans les fenestrations de la IEL a été soulevée [396]. Les cinétiques des TRPA1 sparklets ont été déterminées par microscopie par réflexion totale interne (TIRF pour Total Internal Reflection

Fluorescence microscopy), une technique permettant d’observer spécifiquement les

dynamiques présentes à la membrane plasmique [397]. Par contre, cette technique nécessite de travailler sur des cellules isolées où certaines fonctions cellulaires sont perdues par l’absence de la structure artérielle. Il est donc impossible de relier les dynamiques observées par TIRF sur des cellules isolées à des dynamiques observées sur cellules natives et plus particulièrement à la PME. Ainsi, la valeur d’amplitude des TRPA1 sparklets sur cellules isolées correspond à 1.13 F/F0, une valeur qui se rapproche des TRPV4 sparklets. La majorité des TRPA1 sparklets résulte d’un influx calcique couvrant une surface aussi faible que 1 µm2 [398]. Dans le but de comprendre les mécanismes pouvant moduler cette signalisation calcique locale, le groupe de Scott Earley a évalué l’implication possible des ROS [398]. Il a ainsi été suggéré que la production de ROS extracellulaire via l’isoforme 2 de la NADPH oxydase (NOX2) qui est colocalisée avec les TRPA1 dans les fenestrations de la LEI favorise la peroxydation des lipides membranaires. Ces produits de peroxydation tels que le 4- hydroxyhexenal (4-HNE) stimulent l’activité des TRPA1 [398, 399] ce qui engendre la

dilatation d’artères cérébrales via l’ouverture des canaux KCa [398]. Une étude comparative a permis d’établir la présence de TRPA1 dans l’endothélium vasculaire cérébral, mais pas au niveau de l’endothélium coronaire, mésentérique ou rénal [398]. Notons que de façon basale, l’ajout d’inhibiteur de TRPA1 n’affecte pas les dynamiques calciques endothéliales, bien qu’il abolisse l’augmentation de l’activité calcique observée par l’AITC [396]. Puisque les TRPA1 sont exprimés physiologiquement, il serait intéressant d’évaluer les conditions dans lesquelles une entrée de Ca2+ _{est observée afin de comprendre leur rôle physiologique.}