Rôle de la sphingosine-1-phosphate dans la vasculopathie de transplantation induite par les anticorps anti-HLA

par Magali Trayssac

Thèse de doctorat en Physiopathologie

Sous la direction de Anne Nègre-Salvayre.

Soutenue en 2013

à Toulouse 3 .


  • Résumé

    Malgré les progrès réalisés dans le domaine de la transplantation d'organes, le rejet chronique vasculaire reste la principale cause de perte du greffon à long terme, et une des principales causes de mortalité chez les patients transplantés. Cette pathologie se caractérise par un remodelage vasculaire appelé artériosclérose de greffe ou vasculopathie de transplantation (VT) au niveau des artères du greffon, entrainant progressivement une perte de fonction de l'organe greffé. La prolifération et la migration des cellules vasculaires, en particulier des cellules musculaires lisses (CML) présentes dans la paroi des artères, participent au développement de la VT. Ces phénomènes induisent une obstruction lente, progressive et irréversible des artères du greffon participant ainsi au rejet chronique de greffe. Les anticorps produits par le patient, dirigés contre les molécules HLA du greffon, seraient une cause majeure de la VT. Cependant les mécanismes d'action de ces anticorps ne sont pas bien connus et, de fait, les traitements sont actuellement peu efficaces pour prévenir la VT et améliorer la survie des patients greffés. Les anticorps anti-HLA pourraient agir directement sur les cellules vasculaires via l'activation de voies de signalisation dont l'étude et la caractérisation permettraient de mieux comprendre les mécanismes cellulaires impliqués dans le développement de la VT. Le but de la thèse est d'étudier comment les anticorps anti-HLA induisent la prolifération et la migration des CML des artères du greffon. Nous nous sommes intéressés à une voie de signalisation de stress, mise en évidence dans l'équipe, qui met en jeu séquentiellement les métalloprotéases MT1-MMP et MMP-2, la sphingomyélinase neutre de type 2 (nSMase2) et la sphingosine kinase 1 (SK1). Notre hypothèse est que les anticorps anti-HLA, en se liant aux molécules HLA à la surface des CML des artères du greffon, activent cette voie, induisant ainsi la prolifération et la migration des CML. Notre étude porte sur l'implication de cette voie dans la VT, qui a été abordée avec des approches in vitro (lignées de CML humaine) et in vivo, avec un modèle pré-clinique de xénogreffe chez la souris immunodéficiente SCID/beige, greffée avec des artères mésentériques humaines en place de l'aorte abdominale. L'injection intraveineuse hebdomadaire d'anticorps anti-HLA à ces souris pendant 5 semaines permet de créer une réaction immunitaire humorale ayant pour conséquence le développement de la VT spécifiquement au niveau du greffon humain. Dans une première partie, nous avons démontré que les anticorps anti-HLA ont un effet prolifératif sur les CML humaines in vitro via une augmentation de l'activité de MT1-MMP, MMP-2 et nSMase2. Les inhibiteurs pharmacologiques des MMP et de nSMase limitent le développement de la VT induite par les anticorps anti-HLA in vivo. Dans une deuxième partie, nous avons étudié le rôle de SK1 et de la sphingosine-1-phosphate (S1P). Les anticorps anti-HLA activent SK1 dans les CML humaines. A l'aide d'inhibiteurs de SK1, S1P et de récepteurs de S1P (S1P1 et S1P3), nous avons montré que ces acteurs moléculaires participent à la prolifération ainsi qu'à la migration des CML induites par les anticorps anti-HLA in vitro. In vivo, les anticorps anti-HLA induisent une augmentation de la concentration plasmatique de S1P et l'utilisation des inhibiteurs pharmacologiques de S1P et de S1P1 permet de prévenir la VT induite par les anticorps anti-HLA, confirmant ainsi le rôle majeur de S1P dans cette pathologie. Dans une troisième partie, nous avons étudié les effets des anticorps anti-CMH sur des CML murines. Nous avons montré qu'ils stimulent la prolifération et la migration des CML via l'activation de SK1, la phosphorylation de ERK1/2 et une augmentation de l'expression de S1P3. Nous avons en perspective la mise au point d'un nouveau modèle de VT induite par des anticorps anti-CMH chez la souris. Nos travaux ont permis de mettre en évidence de nouvelles cibles thérapeutiques susceptibles de prévenir la VT. Le développement de nouveaux traitements associés aux immunosuppresseurs devrait permettre d'améliorer le taux de survie des greffons à long terme et la santé des patients transplantés.

  • Titre traduit

    Role of sphingosine-1-phosphate in transmplant vasculopathy induced by anti-HLA antibodies


  • Résumé

    Considerable progress has been made in organ transplantation over the past three decades reducing the rate of acute rejection in transplanted patients. However, chronic vascular rejection, or graft arteriosclerosis, or transplant vasculopathy (TV), still represents the main cause of late graft failure and limits the long-term success of organ transplantation. TV is characterized by a diffuse, concentric and progressive intimal hyperplasia of the graft arteries, resulting in arterial stenosis and chronic ischemia, leading finally to the loss of the grafted organ. Intimal hyperplasia results from the proliferation and migration of vascular cells, particularly smooth muscle cells (SMC), which leads to a slow, progressive and irreversible obstruction of the arteries and finally to chronic graft rejection. The pathogenesis of TV is only partly understood, and involves both cellular and humoral immune responses. The role of the humoral immune response is supported by the fact that donor-specific antibodies towards HLA class I are increased in transplanted patients, and may play a role in TV development and long-term allograft rejection. The signaling mechanisms evoked by anti HLA antibodies, are still unknown. The aim of my thesis is to study how anti-HLA antibodies trigger SMC proliferation and migration. We were particularly interested in studying the involvement of a stress-induced mitogenic mechanism, implicating sequentially metalloproteinases MT1-MMP and MMP-2, the neutral sphingomyelinase type 2 (nSMase2) and sphingosine kinase 1 (SK1). Our hypothesis is that anti-HLA antibodies, via their binding to HLA molecules at SMC surface, may induce cell proliferation and migration by activating this pathway. This hypothesis was tested using in vitro approaches (immortalized human SMC established from mesenteric arteries), and an in vivo model of xenograft consisting in immunodeficient SCID/beige mice grafted with mesenteric arteries in place of the abdominal aorta, and injected with anti HLA antibodies for 5 weeks, this leading to the development of TV in the human graft. In a first part, we demonstrated that anti-HLA antibodies stimulate the proliferation of human SMC via the activation of MT1-MMP, MMP-2 and nSMase2. Pharmacological inhibitors of MMP and nSMase decreased TV induced by anti-HLA antibodies in vivo. In a second part, we investigated the role of SK1 and sphingosine-1-phosphate (S1P). Anti- HLA antibodies induce an increase of SK1 activity in human SMC in vitro. Using SK1, S1P and S1P receptors (S1P1 and S1P3) inhibitors, we showed that they are involved in SMC proliferation and migration induced by anti-HLA antibodies. In vivo, anti-HLA antibodies induce an increase of S1P in the plasma of grafted immunodeficient SCID/beige mice, while the use of S1P and S1P1 pharmacological inhibitors prevents TV development in the animals, confirming the key-role of S1P in this pathology. In a third part, we studied the effect of anti-MHC antibodies on murine SMC. They stimulate proliferation and migration of SMC. SK1 and S1P are involved in the mitogenic and migratory signaling evoked by anti-MHC antibodies on SMC, which also involves the phosphorylation of ERK1/2 and an increase of S1P3 expression. In perspective, we develop a new model of TV induced by anti-MHC antibodies in mice. These studies highlight the existence of new therapeutic targets involved in TV, and relevant for preventing this pathology. The development of new treatments should allow to improve the rate of graft survival and long-term health of transplant patients.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (215 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 187-214

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  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque universitaire de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2013 TOU3 0276
  • Bibliothèque : Bibliothèque interuniversitaire de santé (Paris). Pôle pharmacie, biologie et cosmétologie.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : MFTH 11250
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