Altérations des cellules musculaires lisses vasculaires dans la maladie d'Alzheimer et les remodelages vasculaires pathologiques

Les altérations des cellules musculaires lisses vasculaires (CMLV), qu’elles soient phénotypiques (transdifférenciation) ou fonctionnelles, sont impliquées dans les remodelages vasculaires pathologiques (athérosclérose et resténose post-angioplastie), mais également dans les altérations vasculaires dans la maladie d’Alzheimer (MA) et les angiopathies amyloïdes cérébrales (AAC). Dans une première partie de ma thèse, j’ai étudié les mécanismes moléculaires impliqués dans la transdifférenciation des CMLV. Des travaux précédents de l’équipe ont démontré dans les CMLV transdifférenciées, l’expression de novo d’un nouveau variant d’AC8: l’AC8E. L’AC8E favorise la transdifférenciation des CMLV en réduisant la production d’AMPc qui par ses propriétés anti-inflammatoires, anti-migratoires et anti-prolifératives, permet le maintien de l’état différencié des CMLV. L’AC8E, se comporte comme un dominant négatif en s’hétérodimérisant avec les AC fonctionnelles et en les séquestrant dans le réticulum endoplasmique (RE), empêchant leur adressage à la membrane. Au cours de ma thèse, j’ai terminé la caractérisation de l’AC8E d’un point de vue biochimique et fonctionnel (par imagerie de biosenseurs) et d’un point de vue structurel (en collaboration avec l’Université de Reims Champagne-Ardennes), qui nous a permis de proposer pour la première fois, un modèle structural 3D complet d’une AC. Cette étude a démontré que l’effet dominant négatif de l’AC8E implique deux mécanismes : i) un repositionnement du domaine N-terminal de l’AC8E altérant la conformation du site catalytique et ii) la séquestration des dimères AC8E/ACs dans le reticulum endoplasmique, empêchant un adressage correct à la membrane. Nous avons alors identifié les séquences peptidiques d’interaction des dimères d’AC8/AC par une approche de PEPscan, sur la base desquelles dix peptides interférents ont été conçus, optimisés et testés en vue de rompre l’hétérodimérisation de l’AC8E avec ses partenaires. Dans une seconde partie de ma thèse, je me suis intéressée aux mécanismes moléculaires à l’origine des altérations de la tonicité vasculaire associée aux dépôts amyloïdes. Dans le contexte de la MA et des AAC, les dépôts vasculaires de peptides amyloïdes Aβ (principalement le peptide Aβ1-40) conduisent à une altération de l'intégrité des vaisseaux cérébraux, entraînant une modification du tonus vasculaire menant à des hypoperfusions ou à des accidents vasculaires de type micro-hémorragies, impliqués dans l'altération des fonctions cognitives. Le tonus vasculaire est régulé par les CMLV et est dépendant de l’équilibre entre deux seconds messagers : l’AMPc et le calcium, respectivement vasodilatateur et vasoconstricteur. Nous avons étudié l’effet du peptide Aβ1-40 sur ces deux voies de signalisations par imagerie dynamique dans des cultures primaires de CMLV aortiques et cérébrovasculaires, mais également ex vivo en mesurant par wire-myographie l’effet du peptide Aβ1-40 sur la réactivité d’artères basilaires de rats, en réponse à des agents vasomodulateurs. Cette étude démontre que les CMLV exposées au peptide Aβ1-40 acquièrent un phénotype hypercontractile puisque la réponse calcique est augmentée, et que la production d’AMPc est diminuée, vraisemblablement en partie par un mécanisme dépendant de la PDE3. Ces résultats ont été confirmés ex vivo par une augmentation de la vasoconstriction et une diminution de la vasodilatation des artères basilaires de rats exposées au peptide Aβ1-40. Cette étude a permis une avancée dans la compréhension des mécanismes moléculaires impliqués dans l’altération de la réactivité vasculaire induite par le peptide Aβ1-40, et font des CMLV, des cibles potentielles pour l’élaboration de nouvelles stratégies thérapeutiques visant à réduire les altérations du débit sanguin cérébral dans le contexte des AAC et de la MA, mais également à limiter l’apparition d’hypoperfusions et/ou de microhémorragies chez les patients.