Rôle de la phosphoinositide 3-Kinase gamma dans la paroi artérielle : une cible thérapeutique dans le traitement de l'athérosclérose et de ses complications ?

Abstract

Le rôle de l'inflammation dans le développement des maladies cardiovasculaires reste un domaine majeur d'investigation dans la recherche de nouvelles thérapies. En effet, l'inflammation constitue un élément essentiel de la pathologie de l'athérosclérose mais également de la resténose, complication majeure du traitement par angioplastie de l'athérosclérose. Les cellules inflammatoires ainsi que les médiateurs immuns sont impliqués dans toutes les étapes du développement de l'athérosclérose. Elles participent également à la modulation phénotypique des cellules musculaires lisses (CML) qui vont acquérir un phénotype migratoire et prolifératif aboutissant à l'hyperplasie intimale, celle-ci constituant le mécanisme majeure de la resténose. L'isoforme gamma des phosphoinositide 3-kinases (PI3Kgamma) a fait l'objet d'un intérêt croissant ces dernières années dans les pathologies inflammatoires. Ces kinases appartiennent à la classe I des PI3K capables de générer du phosphatidylinositol 3,4,5-trisphosphate (PIP3) impliqués dans la régulation d'un grand nombre de processus biologiques. La classe I des PI3K est divisée en deux sous-classes, la classe IA (p110alpha, beta et delta) classiquement activée par les tyrosine kinases, et la classe IB (p110gamma) activée par les récepteurs couplés aux protéines G hétérotrimériques. La génération de souris invalidées pour la PI3Kgamma a permis de montrer que les voies de signalisation impliquant cette kinase modulaient des fonctions immunitaires plaçant la PI3Kgamma comme un bon candidat dans la recherche de cibles thérapeutiques pour le traitement de pathologies auto-immunes. De plus, des études récentes ont montré un profil d'expression complexe de la PI3Kgamma incluant de faibles taux d'expression de cette kinase dans différents types cellulaires du système cardiovasculaire notamment dans les CML. L'ensemble de ces données a permis de poser l'hypothèse d'un rôle possible de la PI3Kgamma dans l'athérogénèse et ses complications. Ainsi dans une première partie, nous nous sommes intéressés au rôle de la PI3Kgamma dans le développement de l'athérosclérose. L'administration intrapéritonéale d'un inhibiteur pharmacologique spécifique de la PI3Kgamma conduit à une diminution du développement de lésions athéromateuses précoces mais aussi de plaques plus avancées dans deux modèles murins d'athérosclérose. De plus, à l'aide de souris chimères dépourvues de la PI3Kgamma dans le système immunitaire, nous avons démontré le rôle central de la PI3Kgamma dans les processus inflammatoires de la paroi artérielle conduisant au développement de la plaque d'athérome et participant à sa déstabilisation. La deuxième partie de ce travail s'est intéressée aux fonctions de la PI3Kgamma dans les cellules composant la paroi artérielle et plus particulièrement les CML. Ce travail réalisé in vitro a permis de mettre en évidence l'implication de la PI3Kgamma dans la migration des CML stimulées par la chimiokine MCP-1 (monocyte chemotactic protein-1). De plus, nous avons montré que la PI3Kgamma pouvait servir d'amplificateur de la réponse au PDGF par un mécanisme autocrine/paracrine faisant intervenir le complexe MCP-1/CCR2 (MCP-1 receptor). L'ensemble des propriétés de la PI3Kgamma dans la paroi artérielle que nous avons démontré placent cette kinase comme une cible thérapeutique de choix dans le traitement de l'athérosclérose et de ses complications.The role of inflammation in cardiovascular diseases has become an active area of investigation for the development of novel and innovative drugs targeting inflammatory proteins. Inflammation is a crucial event in atherosclerosis and restenosis, a major complication of atherosclerosis treatment by angioplasty. Inflammatory cells and immune factors are involved in all stages of the atherosclerotic process. Moreover, these cells are in part responsible for smooth muscle cell (SMC) migration and proliferation leading to intimal hyperplasia. The gamma isoform of phosphoinositide 3-kinase (PI3Kgamma) belongs to class I PI3K family producing 3-phosphoinositides and especially phosphatidylinositol-3,4,5-trisphosphate (PIP3) involved in many biological effects. The class I of PI3K is divided in two subclasses: class IA (p110alpha, beta and delta) classically activated through tyrosine kinase receptors and class IB (p110gamma), mainly activated by G protein-coupled receptors. Mice lacking catalytic subunits p110gamma have demonstrated a role of this isoform in several inflammatory and immune functions marking PI3Kgamma as a good candidate for drug development in autoimmune diseases. In addition to its functions in the immune system recent studies have demonstrated a more complex expression pattern in other cell types, particularly in SMC. These properties suggest that PI3Kgamma could play a role in atherosclerosis and its complications. In this work, we have first focused on the role of PI3Kgamma in atherosclerosis development. Our results demonstrate that a specific PI3Kgamma inhibitor is effective in murine models of established atherosclerosis. Intraperitoneal administration of PI3Kγ inhibitor significantly decreased early atherosclerotic lesions and attenuated more advanced atherosclerosis in two mouse models of atherosclerosis. Moreover chimeric mice lacking PI3Kgamma exclusively in immune cells showed that PI3Kγ plays an essential role in inflammatory processes of the vascular wall leading to the development of atherosclerosis and to plaque stability. In a second part, we investigate the specific involvement of PI3Kgamma in arterial wall and especially in SMC functions. Our results show that this kinase is essential to SMC migration induced by MCP-1 (monocyte chemotactic protein-1) in vitro. Moreover we demonstrate that PI3Kγ could amplify PDGF (platelet-derived growth factor)-stimulated SMC migration by an autocrine/paracrine pathway involving MCP-1 secretion and its receptor CCR2 activation. Altogether our results indicate that PI3Kgamma could be a potential new therapeutic target in atherosclerosis treatment and its complications