Monocytes et formation de vaisseaux sanguins dans le diabète
Examiner comment les monocytes influencent la croissance des vaisseaux sanguins chez les patients diabétiques.
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Table des matières
Plus de 4 millions de personnes au Royaume-Uni ont du diabète, principalement du diabète de type 2 (DT2). Ce chiffre devrait augmenter de 20 % d'ici 2030. Un gros souci pour les personnes diabétiques, c'est qu'elles font souvent face à de graves problèmes vasculaires. Ça inclut des soucis comme l'athérosclérose, qui peut conduire à des amputations, et d'autres conditions qui limitent le flux sanguin. Chez les personnes en bonne santé, le corps peut s'adapter en formant de nouveaux vaisseaux sanguins, un processus qu'on appelle formation collatérale. Malheureusement, ce processus n'est pas aussi efficace chez les diabétiques. Du coup, ils subissent souvent des conditions plus sévères comme la maladie artérielle périphérique (MAP) et l'ischémie critique des membres (ICM), ainsi qu'un risque accru de problèmes cardiaques.
Monocytes dans la Formation des Vaisseaux Sanguins
Le Rôle desLes monocytes sont un type de globules blancs qui jouent un rôle important dans le système immunitaire. Ils ont aussi un rôle significatif dans la formation des vaisseaux sanguins. Chez les patients avec syndrome métabolique, qui inclut l'obésité et le diabète de type 2, le comportement des monocytes change. Ils deviennent plus inflammatoires, produisant des niveaux élevés d'une protéine appelée VEGF (facteur de croissance endothélial vasculaire). Cette protéine est cruciale pour encourager la croissance de nouveaux vaisseaux sanguins.
Cependant, chez les patients diabétiques, les monocytes ont du mal à utiliser efficacement le VEGF qu'ils produisent. Ça crée une situation où il y a beaucoup de VEGF, mais pas assez de nouveaux vaisseaux sanguins formés. Une raison pourrait être que les monocytes des personnes diabétiques ont des niveaux plus élevés de Wnt5a, une protéine qui régule divers processus cellulaires, y compris la croissance des vaisseaux sanguins. En plus, il y a moins d'une protéine appelée Sfrp5, qui normalement aide à garder Wnt5a sous contrôle.
L'Impact de Sfrp5 et Wnt5a
Des études suggèrent que quand Sfrp5 est réduit, la capacité du corps à créer de nouveaux vaisseaux sanguins est entravée. Dans des expériences avec des souris qui manquent de Sfrp5, leur récupération des problèmes de flux sanguin après des opérations comme l'ischémie des membres (quand le flux sanguin est limité) n'est pas aussi bonne que chez les souris normales. Des résultats similaires sont observés chez les animaux qui ont Wnt5a surexprimé dans leurs monocytes. Ces découvertes laissent penser qu'il y a une relation compliquée entre ces protéines et la formation des vaisseaux sanguins.
Isoformes de VEGF et leurs Fonctions
Le VEGF existe sous différentes formes, appelées isoformes. Selon comment l'ARN est traité, le VEGF peut promouvoir ou inhiber la croissance des vaisseaux sanguins. Une isoforme importante, VEGF-A165b, a été trouvée pour bloquer les effets d'une autre isoforme, VEGF-A165a, qui encourage la formation de nouveaux vaisseaux sanguins.
La recherche montre que les niveaux de VEGF-A165b augmentent chez les souris obèses et chez les patients atteints de maladie vasculaire périphérique. Cette montée du VEGF-A165b pourrait encore expliquer pourquoi les personnes diabétiques ont du mal à développer de nouveaux vaisseaux sanguins.
SRPK1 et le Clivage de VEGF
La Connexion EntreLe clivage des isoformes de VEGF est influencé par plusieurs facteurs, y compris un type d'enzyme appelée SRPK1. Cette enzyme joue un rôle dans la façon dont les monocytes traitent leur ARN, ce qui influence quelles isoformes de VEGF ils produisent. En inhibant SRPK1, les chercheurs ont découvert que l'équilibre des isoformes de VEGF peut changer, menant potentiellement à une meilleure formation des vaisseaux sanguins.
Dans des tests, bloquer SRPK1 dans les monocytes de patients avec maladie artérielle périphérique a entraîné une augmentation de la production de l'isoforme bénéfique VEGF-A165a tout en diminuant l'isoforme nuisible VEGF-A165b. Ce changement pourrait aider les monocytes à promouvoir la croissance des vaisseaux sanguins plus efficacement.
Méthodes de Recherche
Dans les études impliquant des patients humains, des échantillons de sang ont été collectés pour isoler les monocytes. Ces monocytes ont ensuite été traités avec des inhibiteurs spécifiques pour évaluer les changements dans le clivage de VEGF. En plus, des modèles animaux ont été utilisés pour étudier l'impact de régimes riches en graisses et en sucres, simulant des conditions observées dans l'obésité et le diabète.
Dans ces études animales, des facteurs comme la récupération du flux sanguin après des procédures chirurgicales ont été examinés en utilisant des techniques d'imagerie avancées. Des modèles de souris génétiques spéciaux ont également été créés pour explorer le rôle de protéines spécifiques dans la santé des vaisseaux sanguins.
Résultats Clés des Études Animales
Dans des expériences avec des souris qui manquaient de Sfrp5, des différences significatives dans la récupération du flux sanguin ont été notées. Ces souris ont montré une formation de vaisseaux sanguins réduite comparé aux souris normales. De même, quand ces souris ont été traitées avec l'inhibiteur de SRPK1, leur récupération du flux sanguin s'est améliorée.
Dans des modèles où Wnt5a était surexprimé, le manque de récupération du flux sanguin était aussi lié à l'activité de SRPK1. La recherche a indiqué que cibler SRPK1 pourrait améliorer la formation des vaisseaux sanguins et aider à inverser les complications associées au diabète et à l'obésité.
Implications pour le Traitement
Les découvertes mettent en avant le potentiel de développer de nouvelles thérapies visant à améliorer la santé vasculaire chez les patients diabétiques. En manipulant le clivage de VEGF, surtout par l'inhibition de SRPK1, il pourrait être possible d'améliorer la capacité du corps à créer de nouveaux vaisseaux sanguins en réponse à l'ischémie.
Cette approche pourrait offrir des bénéfices significatifs pour les personnes à risque de graves problèmes vasculaires en raison de diabète ou de conditions liées à l'obésité. Les chercheurs sont optimistes que ces stratégies mèneront à des traitements efficaces pouvant réduire l'incidence des crises cardiaques et améliorer la santé vasculaire globale dans ces populations.
Pensées de Conclusion
Alors que les taux de diabète continuent d'augmenter, comprendre les mécanismes sous-jacents affectant la formation des vaisseaux sanguins devient de plus en plus important. La recherche sur les rôles de protéines et d'enzymes spécifiques, comme Wnt5a et SRPK1, fournit des aperçus précieux qui pourraient mener à des options de traitement innovantes. Améliorer la formation des vaisseaux sanguins à travers des thérapies ciblées pourrait significativement améliorer les résultats pour les personnes vivant avec le diabète et des conditions vasculaires associées. Des investigations et des applications cliniques continues sont nécessaires pour réaliser pleinement le potentiel de ces découvertes dans la pratique médicale quotidienne.
Titre: The splicing factor kinase SRPK1 is a therapeutic target for Peripheral Vascular Disease
Résumé: In peripheral arterial disease (PAD) vascular insufficiency and reduced blood flow results from overexpression of the anti-angiogenic splice isoform of VEGF-A, VEGF-A165b, in monocytes. Serine-arginine protein-kinase 1 (SRPK1) has been shown to regulate VEGF splicing. To determine SRPK1 involvement in VEGF splicing in PAD monocytes, we investigated the effects of SRPK1 inhibition and monocyte-specific SRPK1-knockout in mouse models of PAD in which VEGF-A165b is upregulated in monocytes, and in human monocytes from PAD patients. PAD patient monocytes significantly reduced migration of human endothelial cells in co-culture, which was reversed by an anti-VEGF-A165b antibody. This reduction was also reversed by SRPK1 inhibition, which switched splicing from VEGF-A165b to VEGF-A165a. Impaired revascularisation after femoral artery ligation, measured by Laser Speckle Imaging, due to either soluble frizzled-related protein-5 knockout (Sfrp5-/-), monocyte-specific Wnt5a gain-of-function (LysM-Wnt5aGOF), or a high fat high sucrose (HF/HS) diet, was reversed by the SRPK1 inhibitor SPHINX31. To determine monocyte specific SRPK1 activity we generated an SRPK1 conditional knockout mouse, and crossed it with LysM-Wnt5aGOF mice. Again impaired blood flow was rescued in these triple-transgenic monocyte-specific SRPK1-knockout (SRPK1MoKO) mice. Impaired blood flow in obese mice was also rescued in obese-SRPK1MoKO mice. These results indicate that SRPK1 inhibition enhances collateralisation in in vitro and in vivo models of monocyte dependent impaired angiogenesis. Furthermore, VEGF splicing in monocytes is differently regulated from VEGF splicing in epithelial cells or cancer cells indicating that control of splicing is dependent on cell type and/or environment.
Auteurs: David O Bates, S. R. Bhalla, M. Wahid, J. Amartey, F. Riu, Y. Gao, J. Agrawal, A. P. Lynch, M. J. Machado, T. Hawtrey, R. Kikuchi, K. R. Green, L. Teboul, C. Allen, Z. Blackley, K. Rajaji, D. Marsden, J. Batson, S. J. Harper, S. Oltean, W. Amoaku, A. V. Benest, J. C. Morris, B. Braithwaite
Dernière mise à jour: 2024-08-15 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.17.589996
Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.17.589996.full.pdf
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