The role of pericytes in the regulation of retinal microvasculature dynamics in health and disease

Abstract

Les péricytes sont des cellules contractiles qui s'enroulent le long des parois des capillaires. Dans le cerveau, les péricytes jouent un rôle crucial dans la régulation du diamètre capillaire et du débit sanguin vasculaire en réponse à la demande métabolique. Au cours de l'ischémie, il a été suggéré que les péricytes pourraient resserrer les capillaires, le restant même après la reperfusion et entraîner une insuffisance du reflux microcirculatoire. Malgré cela, on sait peu de choses sur le rôle des péricytes dans les maladies du cerveau et leur contribution à la dynamique capillaire et au débit sanguin local. Afin de mieux comprendre la réponse des capillaires et des péricytes lors d’une lésion ischémique de la rétine et d’identifier les mécanismes moléculaires de la constriction capillaire induite par les péricytes, nous avons caractérisé la réponse des péricytes au cours d’une ischémie rétinienne transitoire ex vivo et in vivo et nous élucidons les mécanismes de contractilité du péricyte ischémie. Nous avons démontré que l'ischémie entraînait des modifications vasculaires anormales telles qu'une réduction générale du diamètre capillaire et une augmentation du nombre de constrictions capillaires à l'emplacement du péricyte, ce qui suggère que l'ischémie favorise une constriction rapide des péricytes sur les capillaires rétiniens, entraînant un dysfonctionnement microvasculaire majeur.

Pericytes are contractile cells that wrap along the walls of capillaries. In the brain, pericytes play a crucial role in the regulation of capillary diameter and vascular blood flow in response to metabolic demand. It has been suggested that, during brain ischemia, pericytes constrict the capillaries, which remain constricted even after reperfusion resulting in impaired microcirculatory blood flow. Despite this, little is known about the role of pericytes in brain and retinal diseases and their contribution to capillary dynamics and local blood flow. To better understand the response of capillaries and pericytes during ischemic injury in the retina, and to identify the molecular mechanisms of pericyte-mediated capillary constriction, we characterized the response of pericytes during transient retinal ischemia ex vivo and in vivo. We demonstrated that ischemia leads to anomalous microvascular changes characterized by a marked reduction in capillary diameter. This response was accompanied by an increase in the number of capillary constrictions at pericyte locations suggesting that ischemia promotes rapid pericyte constriction on retinal capillaries leading to microvascular dysfunction. Lastly, we show that ischemia increases intracellular calcium in pericytes suggesting that pericyte contraction leading to capillary constriction is a calcium-dependent process.