L’endothélium vasculaire : interface dynamique entre sang et vaisseaux (PDF)

Master 1 Sciences des Médicaments et des Produits de Santé UEM907 - Partie II. Physiologie Digestive et Cardiovasculaire L’endothélium vasculaire : interface dynamique entre sang et vaisseaux François SALLER francois.saller@universit...

Master 1 Sciences des Médicaments et des Produits de Santé UEM907 - Partie II. Physiologie Digestive et Cardiovasculaire L’endothélium vasculaire : interface dynamique entre sang et vaisseaux François SALLER [email protected] Jeudi 24 Octobre 2024  Les vaisseaux sanguins Cellules Globules Musculaires Lisses Rouges Cellules Endothéliales Endothélium vasculaire  Les vaisseaux sanguins Cellules Globules Musculaires Lisses Rouges Vasoconstriction Cellules Vasodilatation Endothéliales Tonus Vasculaire  Les vaisseaux sanguins Leucocytes Cellules Endothéliales Inflammation Bactéries  Les vaisseaux sanguins Blessure Plaquettes Saignement Vasculaire Cellules Endothéliales  Les vaisseaux sanguins Plaquettes Hémostase Fibrine Cellules Endothéliales  Hémostase Brèche Arrêt du Vasculaire Saignement Hémostase primaire (Plaquettes) Coagulation Fibrinolyse https://smart.servier.com/ Rôle des plaquettes dans l’hémostase et les thromboses Agonistes plaquettaires Collagène Facteur Willebrand ADP Sécrétion TXA2 Plaquettes au repos Thrombine Plaquettes activées … Activation + Agrégation Lésion des plaquettes Vasculaire MEC, Collagène  Cascade de la coagulation Sous-Endothélium CMLs, Fibroblastes MEC FT FT Collagène FT FT FT = Facteur Tissulaire (FT) Déclencheur de la coagulation Lésion Vasculaire en « activant » le FVIIa FT FT FT FT MEC Collagène Sous-Endothélium  Cascade de la coagulation FIX FXIa FXI FIXa + FVIIIa FVIII Déclencheur de la coagulation FT FT + FVIIa en « activant » le FVIIa FX FXa + FVa FV Prothrombine Thrombine Fibrinogène Fibrine Activation plaquettaire  Anticoagulants physiologiques (= Naturels) FIX FXIa FXI Inhibiteur de la voie AT du facteur tissulaire TFPI FIXa + FVIIIa FVIII FT + FVIIa Protéine C AT activée PCa Protéine S = FX FXa PS + FVa FV Cofacteur de la PCa Prothrombine Thrombine Fibrinogène Fibrine AT Antithrombine Activation plaquettaire Réponses physiologiques du vaisseau sanguin Cellules Plaquettes Musculaires Lisses Hémostase Vasoconstriction Cellules Vasodilatation Endothéliales Inflammation Tonus Vasculaire  Mécanismes physiopathologiques en biologie vasculaire Dérèglements de la Pathologies physiologie Fuites Vasculaires Maladies hémorragiques Maladies thrombotiques Thromboses Sepsis Dengue sévère Méningococcémie Drépanocytose Athérosclérose Hypertensions pulmonaires Hyper … Hémorragies Inflammation Vasoconstriction  Fonctions physiologiques des cellules endothéliales Rôle central des cellules endothéliales Mais interactions avec d’autres cellules sanguines et extravasculaires Leucocytes Hémostase Plaquettes immunité, Inflammation Sang inflammation Immunité + Facteurs de la coagulation Semi- angiogénèse Angiogenèse Perméabilité Espace Périvasculaire Tonus Vasculaire Adapté de Dr Boris Manoury, UMR-S1180, Châtenay-Malabry  Activation endothéliale Endothélium « sain » ou « quiescent » Endothélium « Activé » Virus Perturbation du flux sanguin Bactéries pO2 î Hypoxie TNF-⍺ Médiateurs inflammatoires Globules rouges anormaux Anticorps Médicaments Etc…  L’endothélium est naturellement semi-perméable Monocouche de cellules endothéliales Perméabilité essentiellement en culture dépendante de la taille (Marquage avec anti-VE cadhérine FITC) = « Semi-Perméabilité » Sang Tissu Jonctions Inter-Endothéliales  Jonctions inter-endothéliales VE-cadhérine ZO-1 ZO-1/Occludine Claudine Jonctions Serrées JAM Cytosquelette d’actine Jonctions Connexines Communicantes Jonctions VE-cadhérine Adhérentes  Observation de la semi-perméabilité in vivo Microscopie intravitale Microvaisseaux sous-cutanés (Oreille de Souris) Injection d’un traceur fluorescent dans la circulation (Dextran-FITC) Dextran-FITC (70 kDa) Sang Tissu Egawa et al. Sci Rep 2013  Observation de la perméabilité vasculaire in vivo + Histamine Perméabilité due en grande partie à la perte des jonctions inter-cellulaires FITC-Dextran (70 kDa) Histamine Sang Tissu Egawa et al. Sci Rep 2013  Exemples d’hyper-perméabilité pathologique La perméabilité vasculaire est une réponse physiologique au cours de l’inflammation, si elle est transitoire et bien contrôlée L’hyper-perméabilité (perméabilité vasculaire prolongée, non contrôlée et exacerbée) est pathologique Angioedème Héréditaire Syndrome de Fuites Capillaires  Rôle central de l’endothélium activé dans l’inflammation Rolling & Adhésion des leucocytes Diapédèse Phagocytose Contenu des granules L’adhérence et le recrutement des leucocytes est une Bactéries réponse physiologique dans un contexte inflammatoire, si ces processus sont transitoires et bien contrôlés Recrutement leucocytaire par un endothélium activé Leucocyte Cellule Endothéliale Rolling Adhésion Ferme Diapédèse (P- and E-Sélectine) (ICAM-1, VCAM-1) (Transmigration) P- and E-Sélectine = « Molécules d’adhésion » ICAM-1, VCAM-1  Recrutement leucocytaire par un endothélium activé Artériole Observation en microscopie intravitale des microvaisseaux du muscle crémaster (Souris) Veinule Principalement au niveau des veinules post-capillaires dans la plupart des organes Schnoor et al. J Exp Med 2012  Importance des molécules d’adhésion endothéliales Pas ou très peu d’expression Molécules d’adhésion des molécules d’adhésion par un endothélium quiescent (non activé)  Importance des molécules d’adhésion endothéliales Molécules Forte expression des d’adhésion Activation molécules d’adhésion par un endothélium enflammé et activé  Réponses thrombotiques de l’endothélium vasculaire Plq Caillot Fibrino-Plaquettaire GR Activation Endothélium Endothélium Quiescent Activé  Modèle microfluidique de vaisseau sanguin Puce « Vaisseau sur puce » Compartiment sanguin Système microfluidique Cellules endothéliales humaines cultivées sous flux Conditions « physiologiques » Les cellules endothéliales acquièrent un phénotype quiescent De Ceunynck et al. PNAS 2018  Modèle microfluidique de vaisseau sanguin Microvaisseau non traité Compartiment sanguin Puis, perfusion de sang total Détection des plaquettes avec Anti-CD41-PE De Ceunynck et al. PNAS 2018  Modèle microfluidique de vaisseau sanguin Microvaisseau traité au TNF-⍺ (4 h) Compartiment sanguin TNF-⍺ Puis, perfusion de sang total Détection des plaquettes avec Anti-CD41-PE Thrombi Plaquettaires De Ceunynck et al. PNAS 2018  L’endothélium activé déclenche l’accumulation de plaquettes Multimères de FW Facteur de Willebrand (FW) Activation P-sel P-sel P-sel P-sel P-sel Endothélium P-sel = P-sélectine  L’endothélium activé déclenche l’accumulation de plaquettes De Ceunynck et al. Blood 2013 Multimères de FW Facteur de Willebrand (FW) Activation P-sel P-sel P-sel P-sel P-sel Endothélium P-sel = P-sélectine  L’endothélium activé déclenche l’accumulation de plaquettes De Ceunynck et al. Blood 2013 Multimères de FW Facteur de Willebrand (FW) Activation P-sel P-sel P-sel P-sel P-sel Endothélium P-sel = P-sélectine  L’endothélium activé déclenche l’accumulation de plaquettes De Ceunynck et al. Blood 2013 Multimères de FW Facteur de Willebrand (FW) Activation P-sel P-sel P-sel P-sel P-sel Endothélium P-sel = P-sélectine Formation d’un caillot à la surface d’un endothélium activé FW Activation P-sel FW P-sel Formation d’un caillot à la surface d’un endothélium activé FW Activation Adhésion/Activation des plaquettes P-sel FW P-sel Formation d’un caillot à la surface d’un endothélium activé Coagulation FW Facteur Tissulaire Activation Adhésion/Activation (FT) PtdSer des plaquettes P-sel PtdSer = Phosphatidylsérine FW P-sel FT PtdSer Exposition de Phosphatidylsérine (PtdSer) par les CEs PtdCholine : phospholipide neutre PtdSerine : phospholipide chargé négativement  Effets procoagulants de l’exposition de PtdSer Ca2+ + Activation du FT = Stimulation de la (Stimule l’Initiation de la Coagulation + Accélération des réactions de la coagulation Coagulation +++ Formation d’un caillot à la surface d’un endothélium activé Thrombine Coagulation FW Facteur Tissulaire Activation Adhésion/Activation (FT) PtdSer des plaquettes P-sel PtdSer = Phosphatidylsérine FW P-sel FT PtdSer Formation d’un caillot à la surface d’un endothélium activé Fibrine Thrombine Coagulation FW Facteur Tissulaire Activation Adhésion/Activation (FT) PtdSer des plaquettes P-sel La Thrombine est un puissant FT PtdSer activateur des plaquettes et des cellules endothéliales, ce qui renforce ces phénomènes  L’endothélium activé est thrombogène Stimulation de l’adhérence et Stimulation de le Inhibition de le de l’activation plaquettaires Coagulation Fibrinolyse FW Phospholipides PAI-1 P-sélectine FT anioniques (PtdSer) Activation In vitro In vivo  Caractéristiques générales d’un endothélium activé Un endothélium activé est Molécules Pro-Inflammatoire FW d’adhésion P-sel E-sélectine FT PtdSer Prothrombotique ICAM-1 VCAM-1 Perméable Inflammation Thrombose Perméabilité  Réactivité +++ de l’endothélium vasculaire Corps de Weibel-Palade = Granule de stockage et de sécrétion Endothélium Quiescent FW + Autres molécules Facteur Willebrand (FW) +++ P-sélectine Angiopoïétine-2 Endothéline-1 5 µm IL-8 FW b-Caténine Corps de Weibel-Palade Etc…  Réactivité +++ de l’endothélium vasculaire FW FW <