Activin receptor-Like Kinase 1 (ALK1) est un récepteur de la famille des TGF-β exprimé principalement dans les cellules endothéliales (CE) et qui lie avec une grande affinité les BMP (Bone Morphogenetic Protein) 9 et 10 (BMP9 et BMP10), induisant la phosphorylation des facteurs de transcription Smad1/5 qui régulent ensuite l’expression de gènes cibles. Le rôle de la signalisation ALK1 est de contribuer à la quiescence vasculaire. Les mutations hétérozygotes perte de fonction du gène ACVRL1 (codant pour ALK1) sont associées au développement de deux maladies vasculaires rares : la télangiectasie hémorragique héréditaire (HHT) et, plus rarement, l'hypertension artérielle pulmonaire héréditaire (HTAP) dont l’haploinsuffisance est le modèle actuel. L'objectif de ce travail est de caractériser la réponse transcriptomique de CE primaires mutées pour ALK1 après stimulation par BMP9 et BMP10, afin de mieux comprendre les mécanismes moléculaires pathogènes et d'identifier des cibles thérapeutiques potentielles. Des CE formant des colonies (ECFC) et des CE microvasculaires (HMVEC) portant des mutations hétérozygotes perte de fonction pour ALK1 ont été respectivement isolées à partir du sang de cordon de donneurs nouveau-nés HHT et de poumons explantés de patients atteints d'HTAP. Chaque type cellulaire, ECFC et HMVEC a été stimulé pendant 18h avec du BMP9 ou du BMP10, l’ARN a ensuite été séquencé et les niveaux d’expression comparés à ceux de cellules témoins saines. Dans les deux modèles EC, les stimulations BMP9 et BMP10 ont induit des réponses transcriptomiques très similaires avec peu de gènes différentiellement exprimés (DEGs) entre les deux ligands. La comparaison du transcriptome entre les ECFC témoins et mutés par ALK1 a également révélé des profils similaires, au niveau basal et lors de la stimulation avec du BMP9 ou du BMP10. De plus, les ECFC témoins et mutés activent de la même manière la voie de signalisation Smad1/5 en réponse au BMP9, et ce résultat n’a pas pu être expliqué par une compensation des niveaux d'ALK1 à la surface cellulaire. En revanche, les HMVEC HTAP mutées, issues d'un environnement malade, présentent de fortes dérégulations transcriptionnelles par rapport aux témoins, avec plus de 1200 DEGs à l’état basal. Une analyse de l'expression différentielle à deux facteurs, prenant en compte les deux variables (génotype et stimulation), a permis d’identifier 44 gènes codant pour des protéines avec une régulation différentielle dans les HMVEC mutées, mais aucun dans les ECFC mutées. Je me suis intéressée à 6 d’entre eux (LFNG, JAG2, TNFRSF1B, SLC6A6, SOX13 et CEBPG). Parmi eux, j’ai validé LFNG, codant pour lunatic fringe, un modulateur de la voie de signalisation Notch, dans les cellules HMEVCs, ECFCs et HUVECs (CE de la veine ombilicale de nouveau-nés isolées de couples HHT) mutées pour ALK1. Ce travail a révélé que l'hétérozygotie ALK1 n'altère pas l'activation de Smad1/5 ni n'affecte fortement la réponse transcriptomique à BMP9 ou BMP10. Une analyse bioinformatique plus approfondie a cependant mis en évidence quelques gènes avec une régulation altérée dans les cellules de nouveau-nés, ce qui indique que les changements observés dans les HMVEC mutées ne sont probablement pas uniquement dus à l'hétérozygotie d’ALK1, mais pourrait impliquer d’autres facteurs (mutation somatique/inflammation/angiogenèse). En conclusion, ces résultats remettent en question le modèle d'haploinsuffisance pour HHT et l'HTAP, et favorisent l'idée qu’un second facteur pourrait être nécessaire pour conduire à la pathogenèse vasculaire, tout en mettant en évidence quelques cibles thérapeutiques potentielles qui pourraient être très sensibles à la réduction des niveaux fonctionnels d'ALK1 et pourraient agir en tant qu'événements déclencheurs pour l'apparition précoce de la maladie.

Les personnes qui n'ont pas de badge CEA, doivent demander une autorisation d'entrée avant le 20 mars
Contact : Sabine Bailly