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Apolipoprotein L3 and Myeloperoxidase interfere with the angiogenic process via regulation of MAPK and Akt pathways

par Khalil, Alia
Président du jury André, Bruno
Promoteur Vanhamme, Luc ;Badran, Bassam
Co-Promoteur Zouaoui Boudjeltia, Karim ;EL-Makhour, Yolla
Publication Non publié, 2017-11-21

Thèse de doctorat

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Résumé :

Endothelial dysfunction is a broad term which implies alteration of the overall functions of endothelial cells, including impairment of the barrier functions, vasodilation, and disturbances in proliferative and angiogenic capacities, migratory as well as tube formation, and deterrence of leukocyte transmigration. Such a dysfunction is triggered by pro-inflammatory stimuli and has been associated to several pathological conditions including atherosclerosis. Myeloperoxidase is a heme peroxidase secreted by activated neutrophils at site of inflammation near blood vessels and plays an important role in the initiation of atherosclerotic plaque by interfering with endothelial function. ApoLs represent a family of newly discovered apolipoproteins with yet unrevealed function, but predicted to be involved in inflammatory processes and cell death mechanisms. We aimed to study the expression of ApoLs as well as Myeloperoxidase in endothelial cells and their possible contribution to endothelial dysfunction. We performed RNA sequencing on MPO-treated endothelial cells and found that most of the induced genes are related to angiogenesis and blood vessel morphogenesis mechanisms. MPO treatment resulted in intracellular MPO localization and mimicked the effects of VEGF on several signal transduction pathways, such as Akt, Erk and Fak involved in angiogenesis. Accordingly MPO, independently of its enzymatic activity, stimulated cellular proliferation, migration and tubules formation by endothelial cells. RNA interference also pointed at a role of endogenous MPO in tubulogenesis and endothelium wound repair in vitro.On the other hand, ApoL3 among other family members was shown to be a downstream responsive gene to MPO, VEGF and FGF treatment. ApoL3 invalidation reduces tubules formation in MPO and VEGF-induced angiogenesis and wound repair in vitro. Accordingly, pro-angiogenic signaling pathways (Erk1/2 and FAK but not Akt) and some pro-angiogenic genes were partially inhibited in ApoL3 Knock out cells. These findings uncover for the first time an important and unsuspected role for ApoL3 and MPO as drivers of angiogenesis.

Le dysfonctionnement endothélial est un terme qui désigne un dérèglement général de la fonction endothéliale, caractérisé par des perturbations de l’intégrité membranaire, de la croissance endothéliale, du rôle anti-inflammatoire ; anti-coagulant, ainsi que leur propriété angiogenique principalement la migration endothéliale et la formation des structures tubulaires. Cette condition patho-physiologique pourrait être déclenchée par des stimuli pro-inflammatoire et elle est souvent associée à l’athérosclérose. La myéloperoxydase est une enzyme secrétee par les neutrophiles et contribue à la formation de la plaque d’athérome. Une nouvelle famille de protéines, les apolipoprotéines L, susceptibles d'intervenir dans le processus inflammatoire est bien exprimée dans les cellules endothéliales. Néanmoins, aucune fonction ne lui a été attribuée jusqu’à présent dans ce type cellulaire.dans le cadre de ce travail, Nous nous sommes intéressés à étudier l’implication des ApoLs ainsi que la Myeloperoxydase dans la dysfonction endothéliale. L’analyse du transcriptome des cellules traitées avec la MPO a montré que lamajorité des génes induits contrôlent le processus angiogenique. La myeloperoxidase stimule la proliferation,migration et la tubulogenese des cellules endotheliales. Cet effet est médié par l’activation des cascades (ERK1/2, Akt et FAK) et des genes pro-angiogeniques. Tandis que la suppression de l’expression de la MPO endogène entraine l’inhibition de la capacité des cellules à migrer et de former des tubes.D’autre part, l’invalidation de l’ApoL3 inhibe la migration cellulaire et la tubulogenése dépendente de la MPO et le VEGF. Sur le plan mécanistique, ces altérations phénotypiques sont les conséquences d’une part, une baisse de phosphorylation des kinases Erk1/2 et FAk (mais pas Akt) et d’autre part de la réduction du taux d’expression des gènes pro-angiogeniques dans les cellules ApoL3 Knock out stimulées par la MPO et le VEGF. ce résultat nous permet de définir l’ApoL3 et la MPO en tant que nouvels acteurs dans le processus angiogenique.