Rôle du Transforming Growth Factor-ß (TGFß) dans la physiopathologie des cellules musculaires lisses vasculaires (CMLv) : étude in vitro sur la croissance et par la transgénèse sur le développement

par Mohammad Hneino

Thèse de doctorat en Physiologie

Sous la direction de Jacques-Yuan Li.

Soutenue en 2008

à Lyon 1 .

mots clés

• Apoptose
• Tissu élastique (histologie)

Résumé

Ce travail éclaire le rôle du TGFß dans la physiopathologie des CMLv in vitro sur des CMLv en culture et in vivo dans des souris transgéniques avec invalidation de la voie de signalisation du TGFß dans les CMLv. In vitro, nous montrons comment le TGFß inhibe ou stimule à faible ou forte densité cellulaire, respectivement, la croissance des CMLv. Le TGFß impose, indépendamment de la densité, un niveau faible mais constant de prolifération et, à forte densité, les CMLv échappent à l’inhibition de contact. Par contre, le TGFß n’induit l’apoptose des CMLv qu’à faible densité. Relativement aux cellules non traitées, à faible densité, la proliferation réduite et la forte apoptose inhibent la croissance des CMLv traitées mais, à forte densité, le maintien de la prolifération en l’absence d’apoptose stimule la croissance des cellules traitées. Ces effets du TGFß sur la prolifération et l’apoptose des CMLv reposent sur une régulation non conventionnelle des protéines du cycle cellulaire et de la voie de survie PI3 Kinase/Akt. Dans les souris transgéniques, l’invalidation de la voie de signalisation du TGFß dans les CMLv est létale entre E14,5 et E18,5 en raison d’anomalies vasculaires systématiques et cardiaques occasionnelles. Dans l’aorte thoracique descendante, les fibres élastiques sont soit absentes soit fragmentées et des anévrismes sont observés. L’expression de tropoélastine et de MMP-2 n’étant pas modifiée, un défaut d’assemblage des fibres élastiques, dont le mécanisme reste à être précisé, semble être responsable des lésions observées. Notre travail montre que la voie de signalisation du TGFß dans les CMLv est cruciale pour la régulation de leur croissance et pour la formation d’une paroi artérielle fonctionnelle

Titre traduit

Role of Transforming Growth Factor ß (TGF-ß1) on vascular smooth muscle cell (vSMC) growth in culture and vSMC development in transgenic mice

Résumé

This work sheds light on the role of TGF-ß1 on vSMC physiopathology in vitro on vSMC cultures and in vivo in transgenic mice invalidated for TGFß-signaling in the vSMCs. In vitro, we show how TGFß inhibits or stimulates at low or high density, respectively, vSMC growth. TGFß dictates, at all cell densities, a low but constant proliferation rate so that, at high density, vSMCs escape from contact inhibition. In contrast, TGFß induces apoptosis only at low density. By comparison with untreated vSMCs, at low density, the reduced proliferation and strong apoptosis inhibit the growth of TGFß-treated cells while, at high density, maintenance of proliferation in the absence of apoptosis stimulates the growth of TGFß-treated vSMCs. These effects of TGFß on vSMC proliferation and apoptosis relie on unconventional regulation of cell-cycle proteins and the cell-survival pathway PI3 Kinase/Akt. In transgenic mice, invalidation of TGFß signaling in vSMCs is lethal between 14. 5 and 18. 5 dpc due to systematic vascular and occasional cardiac defects. In the descending thoracic aorta, elastic fibers are either absent or fragmented and aneurysms are present. Tropoelastin and MMP-2 expressions being not altered, a defect in elastic fiber assembly, the mechanism of which has to be identified, should be responsible for the defects observed. Our work demonstrates that TGFß signaling pathway in the vSMCs is crucial for the regulation of their growth and proper building of a functional aortic wall