Les maladies cardiovasculaires (MCV), telles que l’hypertension et l’infarctus du myocarde, sont l’une des principales causes de décès dans le monde. L’une des principales caractéristiques de ces maladies est la réaction inflammatoire aux lésions cardiaques, médiée par des cellules immunitaires telles que les neutrophiles, les macrophages et les lymphocytes T. Des recherches récentes suggèrent que l’immunométabolisme – c’est-à-dire la reprogrammation métabolique des cellules immunitaires – est essentiel à leur fonctionnement dans le cadre de la réponse inflammatoire et de la réparation des tissus après une lésion cardiaque.
(red) Un rôle clé dans ce processus pourrait être joué par les vésicules extracellulaires (EV), qui servent de moyen de transport pour les molécules bioactives telles que les microARN (miARN) et permettent la communication entre les cellules et les organes.
Le rôle du métabolisme immunitaire dans les lésions et le remodelage cardiaques
Les cellules immunitaires sont essentielles à la réaction inflammatoire après une lésion cardiaque et contribuent de manière significative à la guérison. Alors que les cellules immunitaires sont peu nombreuses dans un cœur sain, leur nombre augmente considérablement après une lésion grâce à des cellules provenant principalement de la rate. Ces cellules assument des tâches importantes telles que la phagocytose des cellules mortes et la coordination du remodelage vasculaire et tissulaire.
La reprogrammation métabolique des cellules immunitaires joue un rôle crucial dans leur fonctionnement. Les sous-types inflammatoires de cellules immunitaires, tels que les macrophages de type M1 et les cellules Th1/Th17, comptent principalement sur la glycolyse comme source d’énergie, en particulier dans des conditions d’hypoxie telles que celles rencontrées dans le cœur ischémique. En revanche, les sous-types anti-inflammatoires et réparateurs, tels que les macrophages de type M2 et les cellules Treg, comptent davantage sur la phosphorylation oxydative mitochondriale (OXPHOS). Cette distinction entre les voies métaboliques est cruciale pour le fonctionnement des cellules immunitaires pendant la réponse inflammatoire et les processus de guérison.
Les vésicules extracellulaires dans la santé et les maladies cardiaques
Alors que le métabolisme immunitaire joue un rôle clé dans la réponse aux lésions cardiaques, on sait peu de choses sur les mécanismes qui contrôlent la reprogrammation métabolique des cellules immunitaires. Les vésicules extracellulaires (EVs) pourraient jouer un rôle important à cet égard. Les EV sont des vésicules enveloppées dans une membrane qui sont libérées par les cellules et transportent des molécules bioactives telles que des protéines, des lipides, de l’ADN et des ARN. Elles peuvent agir comme des molécules de signalisation endocrinienne et sont donc des agents thérapeutiques potentiellement prometteurs.
De plus en plus d’éléments indiquent que les VE jouent un rôle important dans la communication entre les cellules du système cardiovasculaire et qu’ils peuvent être les médiateurs d’effets bénéfiques ou nocifs pour la santé. Dans différents modèles d’infarctus du myocarde (IM), on a observé une augmentation du nombre d’EVs circulants, qui pourraient servir de marqueurs de l’étendue des dommages. Les EV provenant des cardiomyocytes nécrosés sont par exemple absorbés par les monocytes phagocytaires et déclenchent la libération de cytokines inflammatoires telles que l’IL-6, le CCL2 et le CCL7, ce qui renforce encore la réaction inflammatoire.
Le rôle des EV dans la communication intercellulaire après une lésion cardiaque
Les EV jouent un rôle important dans l’interaction entre différents types de cellules dans le cœur, en particulier après une blessure. Ainsi, après un infarctus du myocarde, les cellules endothéliales libèrent davantage d’EVs, qui déclenchent des réactions inflammatoires et migratoires dans les monocytes. Ces monocytes sont ensuite mobilisés à partir de la rate pour migrer vers la zone blessée et y agir. Cependant, ces mécanismes peuvent également être nocifs, car les EV provenant de cellules endothéliales diabétiques peuvent interférer avec l’angiogenèse et la revascularisation après un IM.
En outre, il a été démontré que les EV produites par les macrophages exposés à un environnement hyperglycémique (comme dans le cas du diabète) déclenchent une production accrue de collagène dans les fibroblastes, contribuant ainsi à la fibrose cardiaque. Les EV issues de cellules T CD4+ contenant du miR-142-3p aggravent également les conséquences d’un IM en augmentant la taille de l’infarctus et en affectant la fonction cardiaque. Ces études mettent en évidence le rôle central des VE dans la physiopathologie des maladies cardiaques et leur implication dans l’interaction entre différents types de cellules dans le cœur.
Communication interorganique par les VE dans les lésions cardiaques et les mécanismes cardioprotecteurs
Les VE ne sont pas seulement impliquées dans la communication entre les cellules au sein du cœur, mais peuvent également transmettre des signaux entre différents organes. Des études menées sur des animaux transgéniques ont montré que les EVs produites dans le cœur au cours d’une insuffisance cardiaque peuvent être détectées dans le cerveau et y contribuer à une augmentation de l’excitation sympathique. Cela souligne l’importance des VE dans la communication systémique en cas de maladie cardiovasculaire.
Les cellules adipeuses blanches (WAT) sont une source importante d’EVs ayant des effets cardiotoxiques potentiels. Les EV provenant des WAT de souris obèses induisent l’activation des macrophages, ce qui peut aggraver les complications cardiométaboliques. Ces EV portent des miARN qui peuvent amplifier les signaux inflammatoires et contribuer ainsi aux lésions cardiaques. En revanche, les EV issues du tissu adipeux brun (BAT) semblent avoir des propriétés cardioprotectrices. Les VE issus de la MTD, libérés après un exercice physique, contiennent des miARN cardioprotecteurs qui peuvent inhiber l’apoptose des cardiomyocytes après une lésion d’ischémie-reperfusion (I/R). Ces résultats suggèrent que les VE provenant de différentes sources peuvent exercer des fonctions à la fois nocives et protectrices dans le cœur.
L’interaction des VE et du métabolisme immunitaire dans les lésions cardiaques
Il existe des preuves préliminaires que les EV jouent un rôle dans la reprogrammation métabolique des cellules immunitaires après une lésion cardiaque. Différents cargos d’EV peuvent contribuer à la polarisation des macrophages vers des phénotypes inflammatoires ou anti-inflammatoires. Ainsi, les EV provenant de macrophages dans un environnement pro-inflammatoire contiennent certains miARN qui favorisent la glycolyse et augmentent les réactions inflammatoires. D’autres EV, en revanche, transportent des miARN et des protéines qui favorisent la phosphorylation oxydative (OXPHOS) dans les macrophages et renforcent ainsi les signaux anti-inflammatoires.
Certains VE transportent également des enzymes impliquées dans l’oxydation des acides gras, ce qui peut activer des voies métaboliques anti-inflammatoires dans les cellules immunitaires. Ces enzymes pourraient potentiellement être utilisées pour traiter les maladies cardiovasculaires, car elles aident à reprogrammer les cellules immunitaires dans un état anti-inflammatoire.
Défis et perspectives d’avenir
Bien que les EV aient un grand potentiel en tant qu’agents thérapeutiques, de nombreux défis restent à relever. La mécanique exacte par laquelle les EV affectent certaines cellules immunitaires n’est pas encore claire. De plus, les EV portent souvent un grand nombre de molécules dont les effets exacts sur les cellules cibles ne sont pas encore totalement compris. Un autre défi est la courte demi-vie des EV dans la circulation sanguine, ce qui peut nuire à l’efficacité de la dose et à d’éventuels effets hors cible.
Les études futures devraient se concentrer sur une meilleure compréhension des mécanismes de la biogenèse des EV, du tri de leur cargos et de leur absorption spécifique par les cellules. De telles connaissances pourraient ouvrir la voie à de nouvelles thérapies exploitant le potentiel des EV dans le traitement des maladies cardiovasculaires.
Conclusion
Les connaissances sur l’immunométabolisme et le rôle des VE dans la santé et les maladies cardiovasculaires élargissent notre compréhension des interactions complexes entre les cellules immunitaires, les voies métaboliques et le cœur. La capacité des VE à transporter des molécules bioactives à travers les frontières des organes et des cellules en fait une cible prometteuse pour les futures approches thérapeutiques des maladies cardiovasculaires.
Source : Omoto ACM, do Carmo JM, da Silva AA, et al : Immunométabolisme, vésicules extracellulaires et lésion cardiaque. Front Endocrinol (Lausanne). 2024 Jan 8 ; 14 : 1331284. doi : 10.3389/fendo.2023.1331284. PMID : 38260141 ; PMCID : PMC10800986.
CARDIOVASC 2024 ; 23(3) : 39-40
