Impact de la matrice extracellulaire sur le canal mécanosensible PIEZO1 dans les cellules musculaires lisses pulmonaires

Abstract

Introduction

L’hypertension pulmonaire est une pathologie caractérisée par un remodelage important des artères intra-pulmonaires ayant pour conséquence d’augmenter le travail cardiaque conduisant à la mort. Dans cette pathologie, les contraintes mécaniques exercées sur les cellules musculaires lisses vasculaires sont modifiées. Ces contraintes mécaniques sont perçues par des canaux ioniques membranaires mécano-sensibles tels que Piezo1 qui convertissent les différents stimuli mécaniques en influx calcique et en réponses biologiques. La rigidité de la matrice extracellulaire est une contrainte mécanique majeure et elle augmente au cours de la pathologie. Nous avons investigué les effets de la rigidité matricielle sur l’activité de Piezo1.

Méthodes

Des cellules musculaires lisses d’artères intra-pulmonaires ont été cultivées sur des hydrogels Bola Bis Urée (BBU) de différentes rigidités (1 à 10 KPa). Cette matrice synthétique ne contient pas de protéines pouvant interagir avec des récepteurs membranaires. La concentration calcique intracellulaire et le potentiel transmembranaire ont été mesurés grâce aux sondes fluorescentes Cal520® et FLIPR®. La prolifération cellulaire a été estimé avec CyQUANT®.

Résultats

Une forte rigidité matricielle (10 kPa) augmente l’expression de Piezo1. Elle induit une diminution l’amplitude et un ralentissement de la cinétique des signaux calciques intracellulaires après stimulation de Piezo1 par son agoniste Yoda1. Par contre, cette forte rigidité augmente l’activité basale de Piezo1 induisant une augmentation de la concentration calcique intracellulaire basale. Elle induit aussi une dépolarisation cellulaire liée à Piezo1. L’augmentation de la rigidité induit une augmentation de la prolifération cellulaire mais qui est indépendante de Piezo1.

Conclusion

Ainsi la rigidité matricielle pourrait jouer un rôle de stimulus mécanique sur Piezo1 entraînant une altération de son activité en adéquation avec le contexte d’hypertension pulmonaire.