Les globules blancs déclenchent une inflammation qui contribue aux maladies cardiaques. De nouvelles recherches indiquent que l’hypertension artérielle, l’athérosclérose et la survenue d’une crise cardiaque peuvent provoquer des modifications de la moelle osseuse qui augmentent la production de globules blancs. Cibler ces processus peut aider à réduire l’inflammation pour prévenir ou traiter les maladies cardiovasculaires.
L’hypercholestérolémie et l’inflammation sont des facteurs clés des maladies cardiaques, et une accumulation de lipides enflammée peut couper l’approvisionnement en sang par une artère coronaire et provoquer une crise cardiaque. Parce que les globules blancs, qui se défendent généralement contre l’infection, déclenchent une inflammation dans ces situations, une équipe dirigée par des scientifiques du Massachusetts General Hospital (MGH) a récemment étudié les aspects liés à la production des cellules. Les conclusions du groupe, publiées dans Nature Cardiovascular Research, pourraient conduire à de nouvelles stratégies pour protéger la santé cardiovasculaire.
L’hématopoïèse anormale fait progresser les maladies cardiovasculaires en générant un excès de leucocytes inflammatoires qui attaquent les artères et le cœur. La niche de la moelle osseuse régule la prolifération des cellules souches hématopoïétiques et donc le pool systémique de leucocytes, mais on ne sait pas si les maladies cardiovasculaires affectent la microvascularisation de l’organe hématopoïétique. Ici, nous montrons que l’hypertension, l’athérosclérose et l’infarctus du myocarde sont à l’origine d’un dysfonctionnement endothélial, d’une fuite, d’une fibrose vasculaire et d’une angiogenèse dans la moelle osseuse, entraînant une surproduction de cellules myéloïdes inflammatoires et une leucocytose systémique.
La limitation de l’angiogenèse avec la délétion endothéliale de Vegfr2 (codant pour le récepteur du facteur 2 de croissance endothélial vasculaire (VEGF)) a freiné l’hématopoïèse d’urgence après un infarctus du myocarde. Nous avons noté que les cellules endothéliales de la moelle osseuse assumaient des phénotypes transcriptionnels inflammatoires à tous les stades examinés de la maladie cardiovasculaire. Délétion endothéliale de Il6 ou Vcan (codant versican), gènes hautement exprimés chez les souris atteintes d’athérosclérose ou d’infarctus du myocarde, hématopoïèse réduite et nombre de cellules myéloïdes systémiques dans ces conditions. Nos résultats établissent que les maladies cardiovasculaires remodèlent la niche de la moelle osseuse vasculaire, stimulant l’hématopoïèse et la production de leucocytes inflammatoires.
“Chez les patients atteints de maladie cardiaque, les globules blancs sont plus nombreux”, explique l’auteur principal Matthias Nahrendorf, MD, PhD, chercheur au Center for Systems Biology de MGH et professeur de radiologie à la Harvard Medical School. “Beaucoup de ces cellules peuvent être trouvées dans une plaque – l’accumulation de graisses, de cholestérol et d’autres substances dans un vaisseau sanguin – où elles arrivent après être nées dans la moelle osseuse et avoir migré dans la circulation sanguine. Mais ce qui conduit à leur production accrue de moelle osseuse n’est pas clair”. Grâce à des expériences menées sur de la moelle osseuse humaine et des souris, Nahrendorf et ses collègues ont découvert que l’hypertension artérielle, l’athérosclérose et la survenue d’une crise cardiaque peuvent entraîner des modifications du nombre de vaisseaux sanguins dans la moelle osseuse.
Ces caractéristiques des maladies cardiovasculaires ont également modifié la structure et la fonction des vaisseaux de la moelle osseuse et ont affecté leur libération de facteurs qui régulent la production et la migration des globules blancs. “En conséquence, plus de globules blancs étaient disponibles dans le corps, et cette augmentation, appelée leucocytose, propulse l’inflammation partout, y compris dans les artères et le cœur”, explique Nahrendorf. “Cette étude nous permettra maintenant d’examiner comment réduire la production de globules blancs à des valeurs normales, refroidissant ainsi les plaques enflammées n’importe où dans le corps”.
Figure: Illustration des phénotypes vasculaires distincts de la moelle osseuse trouvés chez des souris souffrant d’hypertension artérielle, d’athérosclérose et d’infarctus du myocarde.
a. Dans la moelle osseuse de souris hypertendues, les auteurs ont observé une angiogenèse, une augmentation du dépôt de collagène périvasculaire et une expression plus élevée de l’intégrine. Sur le plan fonctionnel, les vaisseaux de la moelle osseuse étaient plus perméables et la réponse de vasodilatation à l’acétylcholine était altérée, indiquant un dysfonctionnement endothélial. Ces changements dans la niche vasculaire étaient associés à une prolifération accrue de progéniteurs hématopoïétiques et à un nombre systémique plus élevé de cellules immunitaires innées.
b. Dans la moelle osseuse de souris atteintes d’athérosclérose, nous avons observé des dépôts lipidiques périvasculaires, une fibrose vasculaire, des fuites vasculaires, un dysfonctionnement endothélial, une activation inflammatoire des cellules endothéliales, y compris une expression accrue de Il6. La délétion Il6 des cellules endothéliales a réduit l’hématopoïèse, indiquant que l’endothélium enflammé augmente la production de cellules immunitaires dans l’athérosclérose.
c. les souris atteintes d’un infarctus aigu du myocarde présentent une angiogenèse dépendante de Vegfa/Vefr2, qui a autorisé la myélopoïèse d’urgence (la suppression de Vegfr2 spécifique aux cellules endothéliales a atténué la leucocytose post-IM). De plus, les cellules endothéliales de la moelle osseuse exprimaient plus de Versican, et la suppression du gène indiquait que Versican contribuait également à une prolifération accrue de cellules souches et progénitrices hématopoïétiques après un IM. Dans la moelle osseuse de souris atteintes d’IM aigu, nous avons également observé un dysfonctionnement endothélial, des fuites vasculaires et une activation des cellules endothéliales inflammatoires.
“Cette étude fournit des preuves solides que les maladies cardiovasculaires affectent le système vasculaire de la moelle osseuse et, par conséquent, l’activité des cellules souches sanguines”, a déclaré Michelle Olive, Ph.D., responsable de programme à la Division des sciences cardiovasculaires du National Heart, Lung, and Blood Institute, partie des instituts nationaux de la santé. “Ce travail apporte un nouvel éclairage sur le rôle important joué par la niche de la moelle osseuse vasculaire et sur la façon dont l’inflammation se produit. Cela pourrait conduire à de nouvelles cibles et à de nouveaux traitements pour les maladies cardiaques, la principale cause de décès”.
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Rohde, D., Vandoorne, K., Lee, IH. et al. Bone marrow endothelial dysfunction promotes myeloid cell expansion in cardiovascular disease. Nat Cardiovasc Res 1, 28–44 (2022). DOI: 10.1038/s44161-021-00002-8