Centre de biophysique moléculaire - UPR 4301

L’endothélium comme cible et outil dans les stratégies contre les pathologies invasives : connaissance des mécanismes de reconnaissance et contrôle de l’angiogenèse.

DESCRIPTIF DU TRAVAIL DE RECHERCHE

L’équipe et ses collaborateurs internationaux se consacrent à l’étude des mécanismes moléculaires qui régissent les phénomènes invasifs normaux et pathologiques. Après la démonstration du caractère spécifique de l’endothélium et son rôle de « trieur » des molécules et des cellules de la circulation vers les tissus, l’étude des molécules clé de la reconnaissance a pour but :

* d’identifier les cibles moléculaires qui permettront d’ « étiqueter » l’endothélium d’un organe en fonction de l’état biologique reflété par des cellules endothéliales (CE). Le modèle cellulaire bâti pour l’étude in vitro des molécules responsables de la domiciliation des cellules circulantes normales et/ou pathologiques est validé et est spécifique des organes et tissus via les cellules endothéliales (EC) qui en sont caractéristiques. Il sert de base aux stratégies de ciblage d’organe par les thérapies moléculaires et cellulaires contre des pathologies invasives telles que le cancer.

* de connaitre les mécanismes moléculaires régissant les interactions des cellules endothéliales avec les cellules du microenvironnement. Utiliser ces mécanismes pour établir des stratégies thérapeutiques basées sur les propriétés de l’endothélium : trouver des mécanismes cellulaires (cytotoxicité) et moléculaires inhibant/détruisant l’angiogenèse pathologique (tumorale en particulier). L’angiogenèse formation de vaisseaux par les cellules endothéliales, phénomène rare dans le stade adulte est indispensable au développement des tumeurs apportant nutriments et oxygène. Le contrôle de l’angiogenèse a pour but de rétablir l’équilibre permettant aux vaisseaux de réparer un organe abîmé par l’ischémie (infarctus, A V C, diabète …) ou d’inhiber la formation des vaisseaux pathologiques (cancer, rétinopathie…). Déclenchée par le microenvironnement (hypoxie) l’angiogenèse est modulée par l’expression de nombreux gènes (HIF, VEGF,HO-1) qui sont sous le contrôle de la production de NO durant cette chaîne de réactions.

Les stratégies antiangiogenes du laboratoire

* Etude des cellules endothéliales dans le microenvironnement tumoral Nous avons démontré que les cellules endothéliales dans le microenvironnement tumoral diffèrent des cellules endothéliales du tissus sain. Par l’expression des molécules d’adhésion, et l’expression des chimiokines et leur présentation par les glycosamino glycannes sélectifs de la surface endothéliale selon son origine, la cellule endothéliale est une cible qui réagira différemment aux drogues et aux traitements que nous utiliserons pour détruire les vaisseaux tumoraux.

* Stratégie immunomodulatrice de l’angiogenèse tumorale La particularité du microenvironnement tumoral a pour constante le caractère hypoxique de la tumeur en développement qui produit des facteurs pro angiogénes assurant le recrutement des cellules endothéliales vicinales et circulantes et ainsi, le développement de néo vaisseaux qui permettent de nourrir et oxygéner la tumeur. Les cellules endothéliales ciblent donc la tumeur. Puisqu’elle est indispensable, il s’agit de détruire l’angiogenèse en provoquant la lyse des cellules endothéliales, ici par les cellules tueuses naturelles activées (NK). Par des études procliniques nous avons montré la spécificité et la dépendance cytokinique du recrutement et de la lyse par les NK et le mécanisme moléculaire dont le rôle des intgrines. Nous étudions la participation des co-récepteurs de type lectines dans ce mécanisme

* Modèle des cellules endothéliales circulantes précurseurs Les chimiokines sont les signaux par lequels les cellules endothéliales recrutent très spécifiquement les cellules circulantes aux sites pathologiques. Présentées par un gradient permettant l’attraction puis la fixation et le passage des cellules circulantes porteuses de récepteurs, les chimiokines apportent avec les glycosaminoglycannes un haut degré de spécificité au recrutement et au ciblage. Les cellules endothéliales précurseurs circulantes sont spécifiquement attirées et servent d’outils pour l’expression de gènes thérapeutiques. Cette stratégie est étudiée en conditions hypoxiques afin de mimer les conditions tumorales.

* Stratégie anti hypoxie : l’aspect dit « compensateur de l’hypoxie » Les modèles que nous utilisons visent à apporter localement des taux d’O2 qui sont délivrés aux sites d’hypoxie aigüe. Ceci est appliqué au développement tumoral et est utilisable pour réparer les sites où les dommages ont été créés par l’ischémie. Nous avons démontré le mécanisme par lequel les globules rouges dont l’hémoglobéine est modifiée par effecteur allostérique libérent plus facilement l’oxygène et peuvent in vitro empêcher l’angiogenese induite par l’hypoxie et ces travaux sont continués in vivo

ILLUSTRATIONS

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Liste des principales publications

* Szczepanek, K ; Kieda, C ; Cichy, J Differential binding of hyaluronan on the surface of tissue-specific endothelial cell lines Acta Biochim. Pol. (2008) 55 35-42

* Palmer, BD ; Henare, K ; Woon, ST ; Sutherland, R ; Reddy, C ; Wang, LC ; Kieda, C ; Ching, LM Synthesis and biological activity of azido analogues of 5,6-dimethylxanthenone-4-acetic acid for use in photoaffinity labeling J. Med. Chem. (2007) 50 3757-3764

* Kieda, C ; Greferath, R ; Crola Da Silva, C ; Fylaktakidou, KC ; Lehn, JM ; Nicolau, C Suppression of hypoxia-induced HIF-1alpha and of angiogenesis in endothelial cells by myo-inositol trispyrophosphate-treated erythrocytes (2006) Proc. Nat. Acad Sci. USA 103 15576-15581

* Bielawska-Pohl, A ; Crola, C ; Caignard, A ; Gaudin, C ; Dus, D ; Kieda, C ; Chouaib, S Human NK cells lyse organ-specific endothelial cells : analysis of adhesion and cytotoxic mechanisms (2005) J. Immunol. 174 5573-5582

* Kieda, C ; Paprocka, M ; Krawczenko, A ; Zalecki, P ; Dupuis, P ; Monsigny, M ; Radzikowski, C ; Dus, D New human microvascular endothelial cell lines with specific adhesion molecules phenotypes Endothelium (2002) 9 247-261

KIEDA Claudine Directrice de recherche CNRS , Responsable de l’équipe     @

GRILLON Catherine Chargée de recherche CNRS   @

LAMERANT Nathalie Ingénieur de recherche CNRS (CDD) @

GUICHARD Alan Assistant-Ingénieur CNRS (CDD) @

RAHBI Bouchra  Ingénieur de recherche CNRS (CDD) @

SELO Aude  Doctorante @

CLERET Aurore Assistant-Ingénieur CNRS (CDD) @