Propriétés antiathérogènes des microARN enrichis en lipoprotéines de haute densité

Introduction

L’accumulation de cholestérol dans la paroi artérielle initie la progression de l’athérosclérose, qui est l’une des principales causes de décès dans les sociétés occidentales1,2. L’excès de cholestérol doit être éliminé et transporté des tissus périphériques vers le foie pour être réutilisé ou excrété dans les fèces, selon un processus physiologique traditionnellement connu sous le nom de transport inverse du cholestérol.3 Au cours du transport inverse du cholestérol, on pense que la lipoprotéine de haute densité (HDL) du plasma fonctionne comme un transporteur de stérols qui facilite le déplacement des stérols des cellules périphériques vers le foie. Outre son rôle dans la régulation du transport inverse du cholestérol, de nombreuses études ont montré que les HDL pouvaient également avoir des propriétés antiathérogènes.4,5 En effet, les HDL diminuent l’inflammation et le stress oxydatif de l’endothélium et augmentent la production d’oxyde nitrique et la survie des cellules endothéliales (CE), prévenant ainsi l’athérogenèse.6-8 Bien que ces observations aient été rapportées dans plusieurs études, les mécanismes moléculaires qui sous-tendent ces effets ne sont toujours pas clairs.

Dans un rapport récent publié dans l’édition du 28 février 2014 de Nature Communications, Tabet et al9 ont montré que le HDL peut transférer des microARN aux CE, influençant l’expression génique dans la cellule réceptrice. Les microARN sont de petits ARN non codants qui régulent l’expression des gènes au niveau post-transcriptionnel en inhibant la traduction ou en diminuant la stabilité des gènes cibles de l’ARNm. Les auteurs ont constaté que les CE traités avec des HDL natifs (nHDL) présentaient des niveaux accrus de microARN-223. Ce microARN réduisait l’inflammation des CE en ciblant directement la molécule d’adhésion intercellulaire 1 (ICAM-1). L’enrichissement du microARN-223 dans les CE était médié par la livraison de la cargaison de HDL aux cellules réceptrices, car leur incubation avec d’autres composants de HDL, tels que l’apolipoprotéine A-I ou le HDL recombinant, n’a pas influencé les niveaux endothéliaux de microARN-223. Les auteurs ont utilisé de nombreuses approches expérimentales élégantes pour démontrer que le transfert de microARN se produit entre les nHDL et les CE in vitro. Par exemple, pour éviter l’effet confusionnel du microARN-223 endogène dans les CE, les auteurs ont traité les CE avec de l’actinomycine D (pour inhiber la transcription de novo) ou ont réduit au silence l’expression de Dicer en utilisant un petit ARN interférent (pour inhiber la maturation du microARN-223 endogène) en présence de nHDL. Dans les deux expériences, les niveaux de microARN-223 sont restés similaires aux contrôles non traités (absence d’actinomycine D ou de siRNA brouillé), démontrant que le nHDL transfère efficacement le microARN-223 aux CE.

Pour évaluer la pertinence fonctionnelle du microARN-223 dans les CE, les auteurs ont analysé les cibles prédites par les microARN à l’aide d’algorithmes bioinformatiques (TargetScan). De manière intéressante, ils ont trouvé ICAM-1, une glycoprotéine qui régule l’inflammation vasculaire en facilitant le recrutement des leucocytes, et le facteur 2 de stimulation des colonies, une cytokine qui contrôle la production, la différenciation et la fonction des macrophages, comme gènes cibles prédits du microARN-223. Pour démontrer que le microARN-223 régule l’expression d’ICAM-1 et du facteur 2 de stimulation des colonies au niveau post-transcriptionnel, les auteurs ont cloné la région 3′ non traduite des deux gènes dans un vecteur rapporteur de luciférase et ont évalué l’activité de la luciférase après la surexpression du microARN-223. Les résultats ont indiqué que le microARN-223 régulait à la baisse les niveaux d’expression d’ICAM-1 et du facteur 2 de stimulation des colonies. Plus intéressant encore, le microARN-223 a diminué l’expression de la protéine ICAM-1 dans des conditions pro-inflammatoires (CE traitées avec des cytokines proathérogènes, telles que le facteur de nécrose tumorale-α).

Enfin, les auteurs ont testé le rôle du microARN-223 dérivé du HDL dans la régulation de l’activation des CE en comparant l’effet anti-inflammatoire du HDL isolé à partir de souris de type sauvage et de souris déficientes en microARN-223. Notamment, les CE traitées avec des HDL isolées à partir de souris de type sauvage ont diminué les niveaux d’ICAM-1 et de facteur 2 de stimulation des colonies. Cependant, cet effet anti-inflammatoire a été perdu dans les CE traitées avec des HDL isolées de souris déficientes en microARN-223, ce qui suggère que le microARN-223 dérivé des HDL joue un rôle important dans les propriétés anti-inflammatoires bien décrites des HDL.

Une question importante qui doit être abordée est le mécanisme par lequel les microARN sont transférés entre les HDL et les CE. Des travaux antérieurs du laboratoire Ramaley ont démontré que le récepteur B1 du charognard était essentiel à l’absorption des microARN dans les lignées cellulaires hépatiques humaines (Huh7).10 Le récepteur B1 du charognard étant également exprimé dans les CE, il est possible que ce même récepteur soit le médiateur du transfert des microARN dérivés des HDL vers les CE.

D’autres groupes ont également étudié le transfert potentiel des microARN contenant des HDL vers les CE. Dimmeler et ses collègues11 ont découvert que le microARN-223 était le microARN le plus abondant dans le HDL, mais ils n’ont pas pu démontrer le transfert de microARN entre le HDL et les CE. De plus, ils n’ont pas trouvé de différences dans le contenu en microARN du HDL isolé à partir de sujets sains de contrôle et de patients souffrant de maladie coronarienne stable ou de syndrome coronarien aigu.11 Les divergences entre les résultats obtenus par les deux groupes pourraient s’expliquer par l’origine différente des CE utilisés dans leurs études respectives. Bien que Tabet et al9 aient utilisé des cellules endothéliales primaires de l’aorte coronaire humaine, Wagner et al11 ont réalisé leurs études sur des cellules endothéliales veineuses ombilicales humaines. Les différents niveaux d’expression du récepteur scavenger B1, ainsi que d’autres récepteurs qui médient le transfert de microARN entre le HDL et les CE, dans les cellules endothéliales aortiques coronaires humaines et les cellules endothéliales veineuses ombilicales humaines pourraient expliquer cette divergence. Il est également important de noter que l’étude du transport cellulaire dans les CE in vitro est difficile pour plusieurs raisons, notamment la perte du glycocalyx endothélial qui contrôle la rétention des lipoprotéines et la mécanotransduction ; l’absence de cavéoles observée dans les CE primaires cultivées in vitro ; et la perte de la polarisation des CE qui peut influencer la localisation des récepteurs membranaires. Par conséquent, pour démontrer définitivement la signification biologique de ces résultats, le transfert des microARN dérivés des HDL devrait être testé en utilisant un modèle in vivo ou dans des vaisseaux canulés.

En résumé, cette étude intéressante montre le transfert potentiel des microARN associés aux HDL vers les CE et fournit un nouveau mécanisme par lequel les HDL pourraient réguler l’activation des CE. Des études supplémentaires sur la façon dont les microARN dérivés du HDL pourraient influencer l’expression génétique dans d’autres cellules associées à la maladie vasculaire athérosclérotique, telles que les macrophages et les cellules musculaires lisses vasculaires, pourraient être intéressantes.

Notes de bas de page

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