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Chapitre 5 :
Biologie cellulaire
de l’angiogenèseDocteur Laurent PELLETIER
Année universitaire 2009/2010
Université Joseph Fourier de Grenoble - Tous droits réservés.
Biologie cellulaire
Vasculogenèse & angiogenèse
Formation de nouveaux vaisseaux - structure déstabilisée
- bourgeonnement vasculaire
- risque de régression
1, 2
54
3- Réception stimulus
- Dégradation de la lame basale
- Protrusion des cellules
endothéliales
- Migration des CE
- Division des CE en retrait
- Réorganisation des CE en capillaire
- Reconstitution de la lame basale
(stabilisation de la structure)
Etapes de l’angiogenèse
Mesure de la
croissance tumorale
J. Folkman & F. Becker, 1963
J. Folkman & Cie…
Substitut
du sangThyroïde
Temps de culture
Cellules
tumorales
k Efficacité substitut e k Temps de surviePetites tumeurs g blanches
Grosses tumeurs g vascularisées
Les tumeurs ne se développent pas
dans un environnement avasculaire
J. Folkman & Cie…
J. Folkman
Anti-angiogenesis : new concept for therapy of solid tumors
Ann. Surg., 175, 409-416, 1972
• Solid tumors are angiogenesis-dependent
“Once tumor take has occurred, every increase in tumor cell
population must be preceded by an increase in new
capilaries that converge upon the tumor”
“Lorsqu’une tumeur est apparue, toute croissance de la
population cellulaire tumorale doit être précédée par une
augmentation de nouveaux capillaires qui convergent vers la
tumeur”
J. Folkman & Cie…
J. Folkman, 1996“Fighting cancer by attacking its blood supply”
“Des garrots sur les tumeurs”
• Les tumeurs solides sont angiogénèse-dépendantes
• La thérapie anti-angiogénique doit aider à la lutte
contre les tumeurs
Inhibitors
_
Thrombospondin, endostatin,
angiostatin, interferons, TIMPs, and
others
Angiogenesis
Stimulators
+
VEGF, FGF, PDGF,
PD-ECGF, EGF,
HGF, TGF-α, and
others
Le switch angiogénique
Le VEGF et ses récepteurs(Vascular Endothelial Growth Factor)
4 VEGF : VEGF-A – VEGF-D
+ PlGF
VEGF-A : 121, 145, 165, 183, 189, 206
Dimères de 34-45 kDa (pont diS)
Fixation
à l’ECM
Le VEGF et ses récepteurs(Vascular Endothelial Growth Factor)
Facteur angiogénique clé :
• 1er facteur angio décrit
• Induit la perméabilité vasculaire
• Stimule la prolifération des CE
• Stimule la migration des CE
• Facteur trophique des CE
• « spécifique des CE »
• Mobilise les cell. Souches hématopoiétiques
• Angio physiologique et pathologique
Le VEGF et ses récepteurs
Embryos with yolk sac at E10; arrows
indicate sites of vascularization*
KO VEGF-A
Angiopoïétines
Le VEGF doit agir de concert avec d’autres facteurs
qui régulent et complètent son action
Angiopoïétine 1 et le récepteur Tie2
– Tie2 exprimé par les CE
– Vaisseaux adultes → Ang1 + Tie2
– stabilisation (cell. Péri-endothéliales + MEC)
Angiopoiétine 2
• Antagoniste de Ang1
– Blocage de la stabilisation des vaisseaux
– Déstabilisation initiale des vaisseaux
• Régression de la structure vasculaire en l’absence
de facteur de VEGF
• Effet pro-angiogénique en présence de VEGF
• Médiateurs solubles sont-ils réellement diffusibles ?
Crinopexie = séquestration
Protéoglycanes (PG) = cœur protéique + Glycoaminoglycanes (GAG)
COO-
H
H
CH2OH
H
H
O
H
H
NHCOOCH 3
O
H
-O3SO
O
OHH
OH H
OH
GalNAc ( 1 4)(13)GlcA
Acide glucuronique & N-acétyl-glucosamine
Biodisponibilité & Crinopexie
Biodisponibilité & Crinopexie
COO-
H
H
CH2OH
H
H
O
H
H
NHCOOCH 3
O
H
-O3SO
O
OHH
OH H
OH
G A G
4 familles
- résidus glucidiques
- types liaisons
- Nbre & position sulfates
Gel hydraté Hydrophile
Interaction :
Vascular Endothelial Growth Factor
(VEGF)
Basic Fibroblast Growth Factor
(bFGF)
Transforming Growth Factor
(TGF )
Hepatocyte Growth Factor
(HGF)
Charges négatives
Dégradation de la MEC
uPA-R Pgn-R
PlasminePgnuPAPro-uPA
Pro-uPAMMP latentes
MMP activées
(MMP1 & MMP3)
Collagènes,
Fibronectine,
Laminine,
Elastine
Fibrine,
Fibronectine,
Laminine,
Peptides solubles
+
Peptides
anti-angiogéniques
+
Médiateurs libérées
de la MEC
tPAPAI-1,
(PAI-2)
Cellule endothéliale
STOP
uPA : urokinase Plasminogen Activator
tPA : tissue Plasminogen Activator
PAI : Plasminogen Activator Inhibitor
MMP : Matrix MetalloProtease
Plasmine
Maturation des vaisseaux
Bourgeon
endothélial
Cellule
mésenchymateuse
Migration
Facteur
de
recrutement
PDGF-BB,
Tie2
PDGF-Rβ,
Ang1
Différenciation
en péricyte / CML
(actine αSM)
Inhibition de la
prolifération
Lame basale
Facteur
de
maturation
Maturation des vaisseaux
Contact
TGFβ
3 TGFβ
Expression ubiquiste, action pléiotrope, complexe
TGFβ1 = Homodimère de 25 kDa (2 x 112 aa (12.5 kDa))
Sécrété sous une forme latente
3 récepteurs : TGFβR I-III + endogline
Transforming Growth Factor β
COOH
COOH
S-S
TGFβPro-TGFb1
(390 aa)SLN LAP TGFb1
(112 aa)
H2N COOHRER
GolgiH2NH2N
S-S
S-S
Furine (endopeptidase)
S-S
S-S
S-S
S-S
S-S
S-S
S-S
S-S
S-S
S-S
Sécrétion
SLTC
(100 kDa)
LLTC
(260 kDa)
LTBP
25+75 kDa
Latency-Associated Peptide
Small Latent TGFb Complex
Large Latent TGFb Complex
Latent TGFb Binding Protein
Différenciation
en péricyte / CML
(actine αSM)
Inhibition de la
prolifération
Lame basale
Facteur
de maturation
= TGFβ
Maturation des vaisseaux
Contact
Hypoxie et angiogenèse
HIF1α
HIF1βHIF1
Promoteur Séquence codante
Transcription
EPO, VEGFR1, VEGF, Ang2
Synthèse
HRE
HIF : Hypoxia-Inducible Factor
HRE : HIF Responsive Element (Elément de Réponse à HIF)
Protéasome :
dégradation
Prolyl
hydroxylase
Ubiquitine ligase :
Von Hippel
Lindau (pVHL)
HIF1α
IOH
HIF1α
IUb-Ub-Ub…
Hypoxie
STOP
Méthodes d’étude de l’angiogenèse
New vessel growthPupil
IrisImplanted disk
Rabbit Corneal Eyepocket
Anomalies des vaisseaux tumoraux
•Angiogenèse = processus multi-
étapes, nombreuses régulations
•Réponse physiologique à des
besoins accrus (hypoxie & VEGF)
•Modifications géniques des
cellules tumorales
Thurston et al. Science. 1999;286:2511.
La voie VEGF
A. Réseau vasculaire
d’une souris sauvage
B. Réseau vasculaire d’une
souris surexprimant le VEGF
Impact de la surexpression du VEGF
1. Ligand sequestration :
mAbs, soluble receptors
GRB2PLC
p85
5. Inhibition of
downstream
signaling events
6. Transcription
factor inhibition
3. Tyrosine kinase
inhibition : TKIs
2. Receptor blocking:
mAbs
Approaches to VEGF Signal Inhibition
4. VEGFR
antisense
oligonucleotideEndothelial
cell
La voie VEGF
VEGFR-2VEGFR-1
P
PP
PP
PP
P
Endothelial cell
Small-molecule
VEGFR inhibitors (PTK787, SU11248, ZD6474)
Anti-VEGFR
antibodies(IMC-1121b)
Soluble
VEGF
receptors(VEGF-TRAP)
VEGF
Anti-VEGF
antibodies(bevacizumab)
Agents Targeting the VEGF Pathway
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