Systemic sclerosis immunoglobulin induces growth and a pro-fibrotic state in vascular smooth muscle cells through the epidermal growth factor receptor

Abstract

La sclérose systémique (SSc) est une maladie auto-immune qui se caractérise par la dysfonction immunitaire, la fibrose et les vasculopathies. Il a été suggéré que les autoanticorps des patients atteints de la SSc peuvent induire la différentiation des fibroblasts en myofibroblasts via l'activation du récepteur du facteur de croissance dérivé des plaquettes (RPDGF). Notre étude a pour but de caractériser les effets des IgG des patients atteints de la SSc sur les cellules musculaires lisses vasculaires (CMLV) et de déterminer s'il est possible de détecter la présence d'autoanticorps dirigés contre le RPDGF, et s'ils induisent une réponse profibrotique chez les CMLV primaires cultivées.

Des CMLV ont été exposées à différentes fractions d’IgG purifiées du sérum des patients atteints de la SSc (IgG SSc) et d’individus non atteints (IgG témoins). La phosphorylation des protéines kinases ERK1/2 et AKT, la prolifération cellulaire, la synthèse protéique et l’expression de gènes profibrotiques ont été étudiées chez les CMLV stimulées, de même que le potentiel des IgG d'immunoprécipiter le RPDGF des lysats de CMLV.

L'activité stimulatrice des IgG SSc était plus grande que chez les IgG contrôles (p<0,05). Puis, les IgG SSc ont provoqué une immunoprécipitation plus importante du RPDGF que les IgG contrôles. Il était intéressant de constater que l'activation d'évènements de signalisation en aval du RPDGF, comme la phosphorylation d'Akt et d'ERK1/2, étaient indépendante de l'activité du RPDGF, mais nécessitaient la fonctionnalité du REGF. La stimulation des CMLV avec des IgG SSc, comparé aux IgG témoins, a induit une augmentation de la synthèse protéique (p<0,001) ainsi que la modulation pro-fibrotiques de certains gènes (Tgfb1 +200%; Tgfb2 -23%; p<0,001).

Comparé aux IgG contrôles, les IgG SSc avaient un index de stimulation plus élevé chez les CMLV. Même si les IgG SSc interagissaient avec le RPDGF, la signalisation passe par le REGF chez les CMLVs. Par conséquent, nos travaux soutiennent un modèle de transactivation du REGF par des autoanticorps anti-RPDGF provenant des patients atteints de la SSc et suggèrent que les inhibiteurs du REGF devraient être utilisés dans les études futures visant à identifier de cibles thérapeutiques pour la SSc.

Systemic sclerosis (SSc) is an autoimmune disease characterized by the presence of autoantibodies, fibrosis and vasculopathy. It has been suggested that autoantibodies in systemic sclerosis may induce the differentiation of cultured fibroblasts into myofibroblasts through platelet-derived growth factor receptor (PDGFR) activation. The present study aims to characterize the effects of SSc IgG on vascular smooth muscle cells (VSMCs) and to determine if stimulatory autoantibodies directed to the PDGFR can be detected, and whether they induce a profibrotic response in primary cultured VSMCs. Cultured VSMCs were exposed to IgG fractions purified from SSc-patient or control sera. VSMC responses were then analyzed for ERK1/2 and Akt phosphorylation, cellular proliferation, protein synthesis, and pro-fibrotic changes in mRNA expression. The capacity of the IgG fractions to immunoprecipitate the PDGFR from VSMC lysates was also tested. Stimulatory activity in IgG fractions was more prevalent and intense in the SSc samples than in the controls (p<0.05), and SSc IgG immunoprecipitated the PDGFR with greater avidity than control IgG. Interestingly, activation of downstream signaling events (Akt, ERK1/2) was independent of PDGFR activity, but required functional epidermal growth factor receptor (EGFR). We also detected increased protein synthesis (p<0.001) and pro-fibrotic changes in gene expression (Tgfb1 +200%; Tgfb2 -23%; p<0.001) in VSMCs treated with SSc IgG. When compared to control IgG, SSc IgG has a higher stimulation index in VSMCs. Although SSc IgG interact with the PDGFR, the observed remodeling signaling events occur through the EGFR in VSMC. Our data thus favour a model of transactivation of the EGFR by SSc-derived PDGFR autoantibodies and suggest the use of EGFR inhibitors in future target identification studies in the field of SSc.