Importance de la voie Notch dans la dysfonction endothéliale en transplantation : régulation et fonctions des récepteurs Notch2 et Notch4

Involvement of Notch Signaling in Endothelial Dysfunction in Transplantation : Regulation and Functions of Notch2 and Notch4 Receptors

• Auteur / Autrice : Thibaut Quillard
• Direction : Béatrice Charreau
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Médecine
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Nantes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale chimie biologie (Nantes)
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Nantes Université. Pôle Santé. UFR Médecine et Techniques Médicales (Nantes)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Immunologie de transplantation

Apoptose

TNF (cytokines)

Cellules endothéliales

Récepteurs Notch

Résumé

Notch joue un rôle important dans la survie, la prolifération et la transdifférenciation des cellules endothéliales (CE). Ces mécanismes sont tout particulièrement importants dans l'artériosclérose du greffon (AG). L'objectif de ce travail est de définir la régulation et le rôle de Notch dans la dysfonction des CE associée à l'AG. Nous avons tout d'abord étudié la régulation des molécules Notch (récepteurs, ligands et effecteurs) au cours de l'activation des CE. Ainsi, le TNFα oriente le profil Notch vers une forte diminution de Notch4 et une augmentation de Notch2, respectivement par les voies NF��B et PI3K. Cet effet est toutefois associé à une baisse globale de l’activité CBF1. La baisse du récepteur endothélial Notch4 est, de plus, associée à l’AG dans un modèle d’allogreffe cardiaque chez le rat où le TNFα, TGFβ et IL10 sont fortement exprimés. Le blocage de Notch4 et de hes1 par ARN interférence favorise l’expression de VCAM-1, induit l’apoptose et altère la cicatrisation endothéliale. L’expression constitutive de Notch2ICD grâce à un adénovirus recombinant induit l’apoptose des CE par une forte répression de gènes anti- (survivine, April) et pro-apoptotiques (Bim, DAPK2, HRK, DR5, CD40). La fonction pro-apoptotique de N2ICD dépend essentiellement de l’inhibition de la survivine. L'extinction de Notch2 augmente l'expression de la survivine et protège les CE de l’apoptose. L'ensemble de ces travaux montre une interaction entre les voies du TNF et Notch au cours de la dysfonction endothéliale, propose un rôle pour Notch4 dans la prévention de la dysfonction endothéliale dans l'AG et démontre l'importance de Notch2 dans la survie des CE par la régulation de la survivine.

Notch plays major roles in endothelial cells (EC) survival, proliferation and transdifferentiation. These events are particularly implicated in transplant arteriosclerosis (TA). This work aims to define Notch molecules regulation and its functional relevance in graft EC. We first studied Notch family members (receptors, ligands and effectors) regulation during EC activation by cytokines. We show that TNFα induced a switch in Notch expression pattern by a strong down-regulation of Notch4 and an increase in Notch2, respectively dependent on NFkB and PI3K pathways. This effect is associated with a global decrease in CBF1 activity and an opposite regulation of hes1 and hey1. Decrease in EC-restricted Notch4 expression is also associated with TA in a rat cardiac allograft model where TNFα, TGFβ and IL10 are strongly expressed. Inhibition of Notch4 and hes1 by siRNA enhances VCAM1 expression, induces apoptosis and impairs endothelial injury repair, suggesting that Notch4 expression is required to maintain EC survival and quiescence. To study the role of Notch2 in EC, we constructed a recombinant adenovirus for Notch2ICD (N2ICD). Constitutive expression of N2ICD leads to EC apoptosis associated with a drastic repression of pro- (survivin, april) and anti-apoptotic genes (bim, DAPK2, HRK, DR5, CD40). Effect of N2ICD is mainly dependent on survivin inhibition. Accordingly, Notch2 knock-down increases survivin expression and protects EC from anoïkis. Altogether, our results reveal crosstalks between TNF and Notch signaling during endothelial dysfunction, propose a role for Notch4 in preventing TA-related EC dysfunction and for Notch2 role in EC survival through survivin regulation.