Activités inflammatoires des angiopoïétines sur les neutrophiles

Abstract

L’angiogenèse, caractérisée par la formation de nouveaux vaisseaux sanguins à partir de vaisseaux préexistants, est un processus accompagné par l’inflammation, impliquant la synthèse et la relâche de différents facteurs de croissance par les cellules inflammatoires. Parmi ces facteurs, seuls le vascular endothelial growth factor (VEGF) et les angiopoïétines (Ang1 et Ang2) peuvent participer à la régulation de l’inflammation et de l’angiogenèse. La famille des angiopoïétines comporte quatre membres, desquels l’Ang1 et l’Ang2 ont été les plus étudiés. Ces deux médiateurs inflammatoires sont capables d’activer le récepteur Tie2, dont l’expression a initialement été rapportée sur les cellules endothéliales (CE). Notre laboratoire a été le premier à démontrer l’expression de Tie2 à la surface des neutrophiles, ainsi que sa capacité, suite à son activation par l’Ang1 ou l’Ang2, à induire la synthèse du facteur d’activation plaquettaire (PAF), l’activation de la β2-intégrine, la migration des neutrophiles ainsi que leur adhésion aux CE. D’autres études ont montré que les CE emmagasinent et relâchent le VEGF et l’Ang2, tandis que les péricytes et les cellules musculaires lisses contiennent l’Ang1. Puisque les neutrophiles relâchent le VEGF et que les deux angiopoïétines ont la capacité d’activer Tie2 sur ces derniers, nous avons voulu déterminer si les neutrophiles contiennent l’Ang1 et/ou l’Ang2 et si elles peuvent être relâchées suite à une stimulation avec des agonistes proinflammatoires. Nous avons découvert que l’Ang1, mais pas l’Ang2 est présente dans les neutrophiles, et qu’elle est relâchée suite à une stimulation au phorbol myristate acetate (PMA). De plus, nous avons démontré que l’Ang1 est localisée au niveau du cytosol et que sa relâche est calcium-indépendante, contrairement au VEGF, qui est localisé dans les granules β et sa relâche est calcium-dépendante. Cette étude démontre pour la première fois l’expression et la localisation de l’Ang1 dans les neutrophiles. Une récente étude effectuée dans notre laboratoire a démontré que les angiopoïétines induisent la migration des neutrophiles en activant le récepteur Tie2 et la voie de la PI3K. De plus, les angiopoïétines ont potentialisé la migration induite par l’IL-8. Ainsi, nous avons émis l’hypothèse que l’Ang1 et/ou l’Ang2 seraient capables d’induire la relâche et/ou la synthèse de l’IL-8 par les neutrophiles. Nous avons démontré pour la première fois, la capacité de l’Ang1 à induire l’expression de l’ARNm, ainsi que la synthèse et la relâche d’IL-8 par les neutrophiles. Cependant, un traitement avec l’Ang2 seule ou en combinaison avec l’Ang1 n’a eu aucun effet sur les activités mentionnées ci-dessus. Nous avons aussi observé que la synthèse et la relâche d’IL-8 induite par l’Ang1 requièrent la transcription de l’ADN en ARNm, suivie par la stabilisation de ce dernier, qui ultimement induit la traduction de l’ARNm de l’IL-8 en sa protéine. Finalement, nous avons démontré que la stimulation des neutrophiles avec l’Ang1 induit ces activités en activant la voie de la p42/44 MAPK, tout en étant indépendantes de la p38 MAPK et la PI3K/Akt. Ces résultats sont en lien direct avec une récente étude dans laquelle nous avons observé que l’Ang1, mais pas l’Ang2 est capable d’augmenter la survie des neutrophiles via la relâche d’IL-8.

Angiogenesis is known as the formation of new blood vessels from pre-existent ones. This process is accompanied by inflammation, which involves the synthesis and release of numerous growth factors by inflammatory cells. Among the growth factors involved in these activities, only the vascular endothelial growth factor (VEGF) and the angiopoietins (Ang1 and Ang2) can modulate both the inflammatory and the angiogenic processes. The angiopoietins family has four fully characterized members, from which Ang1 and Ang2 have been the most extensively studied. Ang1 and Ang2 are both capable to activate the receptor Tie2, initially discovered on the endothelial cell (EC) surface. We were the first group to report the expression of Tie2 on neutrophils along with its activation by Ang1 and Ang2 which can enhance platelet-activating factor (PAF) synthesis, β2-integrin activation, neutrophil migration and adhesion onto EC. Other studies have shown that EC have endogenous stores of VEGF and Ang2, whereas pericytes and smooth muscle cells contain intracellular pools of Ang1. Since neutrophils can release VEGF and that both angiopoietins can activate Tie2 receptor, we wanted to assess if neutrophils contain Ang1 and/or Ang2, and if so, investigate their capacity to be released under inflammatory stimuli. We observed that Ang1, but not Ang2, is found in the neutrophils and that it can be only released upon phorbol myristate acetate (PMA) stimulation. Moreover, using the nitrogen sub-cellular fractionation technique, we demonstrated that Ang1 is found in the cytosolic fraction and its release is calcium-independent, while VEGF is found in β-granules and its release is calcium-dependent. This study demonstrates for the first time the expression and release of Ang1 from the neutrophils and its localization in the cytosol. In one of our recent studies, we have shown that angiopoietins are capable to induce neutrophil migration through Tie2 activation and via the PI3K/Akt signalling pathway. Moreover, both angiopoietins were shown to potentiate IL-8-induced neutrophil migration. Thus, we sought to investigate the capacity of Ang1 and/or Ang2 to induce IL-8 synthesis and/or release from human neutrophils. We demonstrated for the first time, the capacity of Ang1 to induce IL-8 mRNA expression, along with its protein synthesis and release from the neutrophils. However, a treatment with Ang2, alone or in combination with Ang1, had no effect on these aforementioned activities. We also observed that Ang1-induced IL-8 protein synthesis and release requires the transcriptional mechanism from IL-8 DNA to mRNA, followed by the mRNA stabilization, which ultimately enhances its translation into IL-8 protein. Finally, we also observed that neutrophil stimulation with Ang1 enhances IL-8 mRNA expression, protein synthesis and release by activating the p42/44 MAPK signalling pathway, while being independent from p38 MAPK and PI3K/Akt. These results are in line with one of our recent studies, in which we observed that Ang1, but not Ang2, is capable to enhance neutrophil survival, by diminishing their apoptosis through the release of IL-8 by the neutrophils.