Chapitre 1 : Ingénierie Tissulaire
A. STRUCTURE, FONCTIONS ET PATHOLOGIES VASCULAIRES
VASCULAIRES
a) Structure et fonctions de la paroi vasculaire
Les vaisseaux sanguins parcourent le corps et jouent un rôle dans les échanges gazeux, le
transport des nutriments et des déchets, et la défense immunitaire. Les artères répondent toutes à
un modèle commun d’organisation. Elles sont constituées de trois couches (figure 7) où chaque
type cellulaire exerce différentes fonctions relatives à la physiologie cardiovasculaire:
(a) Une monocouche de cellules endothéliales (CE), reposant sur une zone
sous-endothéliale de structure lâche, en contact direct avec le sang et formant la tunique interne ou
intima. Les CE ont des fonctions diverses telles que le transport d’un nombre de constituants
sanguins parmi lesquels les lipoprotéines. Elles peuvent produire des substances exerçant un
effet sur les éléments figurés du sang et sur la paroi vasculaire comme : la prostacycline qui est
vasodilatatrice et inhibe les fonctions plaquettaires ; d’autres substances vasodilatatrices agissant
sur la media (décrite ci-dessous) ; des substances vasoconstrictrices (endothéline). Cette couche
est sensible à des stimuli via des récepteurs membranaires, des messagers physiques, des
médiateurs locaux et des conditions métaboliques.
(b) une couche de cellules musculaires lisses (CML), de péricytes et d’un réseau de
collagène, élastine et de mucopolysaccharides recouvrant les CE et formant la tunique moyenne
ou media. C’est la tunique la plus épaisse, limitée de part et d’autre par les membranes limitantes
élastiques interne et externe. Les CML possèdent une fonction contractile assurant le tonus
artériel et la vasomotricité et elles exercent aussi des fonctions métaboliques en particulier la
sécrétion de la MEC et le catabolisme des lipoprotéines. Les péricytes ont un rôle dans
l’inhibition de l’inflammation, la réduction de la formation de cicatrices et favorisent
l’angiogenèse.
(c) Des fibroblastes et de la MEC forment la couche externe ou adventice. Cette couche
joue un rôle dans le transport cellulaire, le remodelage vasculaire, l’ancrage et la médiation d’une
réponse immunitaire.
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Figure 7. Les principales tuniques d’un vaisseau sanguin artériel : la composition cellulaire et les fonctions de l’intima, de la média et de l’adventice
Chaque type cellulaire formant le vaisseau exerce différentes fonctions relatives à la
physiologie cardiovasculaire (49). Ensemble, ces trois couches de cellules jouent un rôle dans la
réparation, le remodelage, et le maintien du vaisseau sanguin après une lésion.
Il a été démontré que tous les types cellulaires formant ces couches interviennent, non
seulement dans le cas d’une pathologie cardiovasculaire, mais aussi dans la thérapie cellulaire.
Dans une revue récente, Chen et al. ont indiqué que les cellules dérivant des vaisseaux sanguins
sont utilisées en tant que sources cellulaires pour la réparation et la régénération tissulaire dans
plusieurs maladies cardiaques et musculaires. Les cellules endothéliales myogéniques
contribuent à la régénération musculaire et la réparation cardiaque surtout en cas d’infarctus aigu
du myocarde. D’autre part, les péricytes participent à la régénération des muscles cardiaques
dystrophiques, alors que les cellules de l’adventice permettent le remodelage vasculaire et la
régénération des tissus voisins (50–52).
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b) Pathologies vasculaires : exemple de l’athérosclérose
Les pathologies vasculaires telles que l’athérosclérose, l’artérite, l’insuffisance veineuse
chronique et la thrombose sont parmi les principaux problèmes vasculaires dans le monde.
L’athérosclérose, cause commune des maladies cardiovasculaires, est en nette
progression dans les pays développés. C’est une maladie artérielle décrite comme étant une
pathologie inflammatoire chronique et évolutive caractérisée par des dépôts de lipides et
d’éléments fibreux dans la paroi des artères. Le processus inflammatoire est associé à
l’interaction entre les éléments cellulaires de la paroi artérielle, les cellules immunitaires
(macrophages et lymphocytes T) et les lipoprotéines modifiées. Cette inflammation chronique
aboutit à un processus cicatriciel réactionnel de la paroi artérielle impliquant les CML et la
production de MEC et aboutissant à la formation des lésions complexes. La cicatrisation de la
lésion permet sa stabilisation dans le temps même si ce phénomène pourrait aboutir parfois à la
réduction du diamètre artériel. Certaines de ces lésions inflammatoires, trop importantes ou trop
brutales, vont conduire à des lésions qui vont se compliquer par une rupture ou une érosion de
plaque et une thrombose artérielle aboutissant à la complication ultime de cette pathologie,
l’obstruction brutale du vaisseau et la survenue d’événements cliniques majeurs, infarctus du
myocarde ou accidents vasculaires cérébraux (53,54).
D’après les descriptions anatomopathologiques, l’évolution de la formation des plaques
d’athérosclérose se fait en 8 stades :
- stade I : un épaississement fibromusculaire de l’intima formé de cellules spumeuses
isolées, c’est-à-dire des macrophages chargés d’une quantité abondante de lipides
dans leur cytoplasme ;
- stade II : l’épaississement devient des stries lipidiques constituées par un plus grand
nombre de cellules spumeuses, ainsi que de CML chargées de lipides. Les deux
premiers stades sont asymptomatiques et peuvent se développer avant l’âge de dix ans
(figure 8)
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Figure 8. Stries lipidiques apparaissant sous l’endothélium artériel (55).
- stade III ou pré-athérome : correspond à l’évolution des stries lipidiques et à une
accumulation de lipides extracellulaires chez le jeune adulte.
- stade IV : les lipides intra et extracellulaires forment un amas appelé cœur lipidique
qui est l’athérome (plaque simple) (figure 9).
Figure 9. Athérome ou plaque simple (55).
- Stade V : correspond à l’évolution de la plaque simple en plaque d’athérosclérose
mature. La fibrose, tissu fibreux formé par les CML, entoure le cœur lipidique en
l’isolant de la lumière artérielle (figure 10).
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Figure 10. Plaque d’athérome mature (56).