• Langue : Français
• Discipline : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Identifiant : 2024ULILS078
• Type de thèse : Doctorat
• Date de soutenance : 13/12/2024

Résumé en langue originale

Les maladies cardiovasculaires, principalement causées par l'athérosclérose, demeurent la première cause de mortalité dans le monde. L'athérosclérose est une maladie inflammatoire chronique de la paroi vasculaire provoquée par l'internalisation de lipides dans l'espace sous-endothéliale. Cette accumulation anormale déclenche l'infiltration de leucocytes et l'activation des cellules musculaires lisses (CML). Plus que l'obstruction des vaisseaux, l'instabilité et la rupture des plaques sont considérées comme les événements les plus délétères à l'origine d'infarctus du myocarde par exemple. Les deux principaux processus responsables de l'instabilité des plaques sont la calcification vasculaire et la néovascularisation intraplaque. La calcification vasculaire consiste en une minéralisation de la plaque d'athérosclérose sous forme de micro-calcifications et de macro-calcifications. Si cette dernière a été considérée comme stabilisatrice, elle diminue aussi l'élasticité des vaisseaux contribuant à l'hypertension, à la sténose aortique et à la vulnérabilité des plaques. Quant à la néovascularisation intraplaque, elle résulte de la formation de zones hypoxiques intraplaques qui provoque la formation de néovaisseaux immatures et perméables. L'angiogenèse intraplaque favorise la progression des plaques et accroît le risque de rupture. Nous cherchons à identifier ici les mécanismes responsables de ces deux phénomènes. La compréhension des mécanismes sous-jacents pourrait en effet ouvrir la voie à de nouvelles cibles thérapeutiques.Grâce à une approche multi-omics, nous avons identifié le récepteur nucléaire Rev-erbα comme un facteur clé particulièrement dérégulé dans les cellules de patients diabétiques ayant un haut risque cardiovasculaire comparé aux cellules de patients diabétiques avec un bas risque cardiovasculaire. Rev-erbα est un inhibiteur de la transcription, activé par des ligands naturels ou synthétiques, impliqué dans la régulation du métabolisme lipidique et de la réponse inflammatoire. Par ailleurs, des expériences de microdissection laser réalisées sur des endartériectomies humaines montrent que l'expression de REV-ERBα est plus faible dans les zones calcifiées et vascularisées suggérant un rôle protecteur de REV-ERBα.Dans un modèle de souris LDLr-/- âgées de 18 mois, la délétion de Rev-erbα accélère la progression et la complexité de la plaque. Par ailleurs, une analyse transcriptomique menée sur les aortes de ces souris révèle que les gènes associés aux voies de la calcification vasculaire et de l'angiogenèse intraplaque sont particulièrement enrichis lorsque Rev-erbα est délété suggérant que Rev-erbα protégerait contre l'athérosclérose, la calcification vasculaire et la néovascularisation.La déficience en Rev-erbα favorise en effet le développement de l'athérosclérose, augmente le dépôt de calcium et induit la différenciation ostéoblastique des CML. Cet effet sur la différenciation ostéoblastique des CML est amplifié en présence de cytokines pro-inflammatoires in vitro. Des analyses transcriptomiques réalisées sur CML en cours de différentiation nous ont permis d'identifier la hyaluronidase Cemip comme facteur important dans le rôle que joue Rev-erbα sur la différenciation ostéoblastique.Par ailleurs, l'analyse d'artères brachiocéphaliques par 3DISCO montre que l'absence de Rev-erbα favorise le développement d'un réseau vasculaire intraplaque plus complexe et immature que chez les souris contrôles. Au niveau moléculaire, il semblerait que Rev-erbα contrôle l'expression et de la sécrétion de facteurs pro-angiogéniques de façon cellule-spécifique.En conclusion, Rev-erbα apparaît comme un régulateur clé de la calcification vasculaire et de la sécrétion des facteurs pro-angiogéniques par les cellules de la plaque. Ces résultats permettent d'identifier Rev-erbα comme une nouvelle cible thérapeutique prometteuse pour réduire le risque cardiovasculaire résiduel chez les patients à très haut risque cardiovasculaire.

Résumé traduit

Cardiovascular disease, mainly caused by atherosclerosis, remains the leading cause of death worldwide. Atherosclerosis is a chronic inflammatory disease of the vascular wall caused by the internalization of lipids into the subendothelial space. This abnormal accumulation triggers leukocyte infiltration and smooth muscle cell (SMC) activation. More than vascular occlusion, plaque instability and rupture are considered to be the most deleterious events at the origin of myocardial infarction, for exemple. The two main processes responsible for plaque instability are vascular calcification and intraplaque neovascularization. Vascular calcification is the mineralization of atherosclerotic plaque in the form of micro-calcifications and macro-calcifications. While the latter is considered stabilizing, it also reduces vascular elasticity and contributes to hypertension, aortic stenosis, and plaque vulnerability. Intraplaque neovascularization results from the formation of intraplaque hypoxic zones, leading to the formation of immature, permeable neovessels. Intraplaque angiogenesis promotes plaque progression and increases the risk of rupture. Our aim is to identify the mechanisms responsible for these two phenomena. Understanding the underlying mechanisms may provide new therapeutic targets.Using a multi-omics approach, we identified the nuclear receptor Rev-erbα as a key factor deregulated in cells from diabetic patients at high cardiovascular risk compared to cells from diabetic patients at low cardiovascular risk. Rev-erbα is a natural or synthetic ligand-activated transcription inhibitor involved in the regulation of lipid metabolism and inflammatory response. Furthermore, laser microdissection experiments performed on human endarterectomies show that REV-ERBα expression is lower in calcified and vascularized areas, suggesting a protective role for REV-ERBα.In an 18-month-old LDLr-/- mouse model, deletion of Rev-erbα accelerates plaque progression and complexity. Furthermore, transcriptomic analysis of aortas from these mice revealed that genes associated with vascular calcification and intraplaque angiogenesis pathways are enriched when Rev-erbα is deleted, suggesting that Rev-erbα protects against atherosclerosis, vascular calcification and neovascularization. Rev-erbα deficiency promotes the development of atherosclerosis, increases calcium deposition and induces osteoblastic differentiation of SMC. This effect on osteoblastic differentiation of SMC is enhanced in the presence of pro-inflammatory cytokines in vitro. Transcriptomic analyses performed on differentiating SMC allowed us to identify the hyaluronidase Cemip as an important factor in the role of Rev-erbα in osteoblastic differentiation. Furthermore, 3DISCO analysis of brachiocephalic arteries shows that the absence of Rev-erbα promotes the development of a more complex and immature intraplaque vascular network than in control mice. At the molecular level, Rev-erbα appears to control the expression and secretion of pro-angiogenic factors in a cell-specific manner.In conclusion, Rev-erbα appears to be a key regulator of vascular calcification and secretion of pro-angiogenic factors by plaque cells. These results identify Rev-erbα as a promising new therapeutic target for reducing residual cardiovascular risk in patients at very high cardiovascular risk.