La synthèse de NETs par les angiopoïétines -1 et -2 contribue à des activités pro-inflammatoires et pro-angiogéniques

Abstract

Les angiopoïétines (Ang1 et Ang2) sont des protéines reconnues pour leur implication dans le processus angiogénique. La découverte de leur récepteur (Tie2) à la surface des neutrophiles a permis d’étudier leur rôle dans certaines activités pro-inflammatoires des neutrophiles comme leur adhésion aux cellules endothéliales (CE), l’augmentation de leur viabilité et la synthèse et relâche de diverses cytokines. Récemment, il a été démontré que les neutrophiles peuvent relâcher des Neutrophil Extracellular Traps (NETs), des filaments d’ADN sous forme de toile en réponse à une infection ou à l’inflammation. Puisque les angiopoïétines ont la capacité d’activer les neutrophiles, nous avons voulu déterminer leur effet sur la relâche de NETs, et le rôle de ceux-ci dans des situations pro-inflammatoires et pro-angiogéniques in vitro. Des neutrophiles humains ont été isolés à partir de sang de donneurs sains en accord avec le comité d’éthique de l’Institut de cardiologie de Montréal. Nous avons observé que l’Ang1 et l’Ang2, seules ou combinées (10 nM; 3 heures) augmentent la relâche de NETs (≈2,5 fois) comparativement aux neutrophiles stimulés au PBS. Cette NETose est dépendante du récepteur Tie2, et requiert la participation des voies de signalisation PI3K, p38 et p42/44 MAPK, de la production de dérivés réactifs de l’oxygène (ROS), de la relâche du calcium intracellulaire, et de l’activation de la protéine arginine déiminase 4 (PAD4). Ces NETs isolés induisent l’activation des neutrophiles et des CE, menant à l’adhésion des neutrophiles à la matrice extracellulaire humaine (hECM) et à des CE provenant des veines de cordons ombilicaux humains (HUVEC). Ces NETs induisent aussi la formation in vitro de tubules de type capillaire chez les HUVEC. Cette étude est la première à rapporter la capacité des deux angiopoïétines à induire la production de NETs et leur contribution dans les activités pro-inflammatoires et pro-angiogéniques des angiopoïétines.

Angiopoietins (Ang1 and Ang2) are proteins known for their implication in angiogenesis. The discovery of their receptor (Tie2) on neutrophil surface led to numerous studies about their role in pro-inflammatory activities of neutrophils, like neutrophil adhesion onto endothelial cells (EC), pro-survival activity and synthesis and release of various cytokines. Recently, it has been reported that neutrophils have the capacity to release Neutrophil Extracellular Traps (NETs), nuclear DNA extruded in a web-like structure in response to infection or inflammation. Since angiopoietins can activate neutrophils, we address if they can induce NETs release, and if these NETs have an in vitro effect in pro-inflammatory and pro-angiogenic activities. Neutrophils were isolated from blood of healthy volunteers in accordance with the guidelines of the Montreal Heart Institute’s ethical committee. We observed that Ang1 and Ang2, alone or combined (10 nM; 3 hours) increase NETs release (≈2.5-fold) as compared to PBS-treated neutrophils. This NETosis is Tie2-dependent, and requires intracellular participation of PI3K, p38 and p42/44 MAPK pathways, ROS production, intracellular calcium release, and protein arginine deiminase 4 (PAD4) activation. These isolated NETs induced neutrophils and endothelial cells activation, leading to neutrophil adhesion onto human extracellular matrix (hECM) and human umbilical vein endothelial cells (HUVEC) and in vitro HUVEC capillary-like tube formation. This study is the first one to report the capacity of both angiopoietins to promote the release of NETs and to demonstrate that angiopoietins-mediated NETs contribute to pro-inflammatory and pro-angiogenic activities.