Rôle des macrophages alternatifs dans la calcification vasculaire – AlMaVasCal

Les dépôts ectopiques de calcium au sein de la plaque d’athérosclérose, à l'origine de la calcification vasculaire (CV), représentent une complication pour le développement de cette pathologie. La CV est un processus dynamique qui met en jeu des mécanismes semblables à ceux de la formation de l’os, avec la participation des ostéoblastes (OTB), cellules qui génèrent la matrice osseuse et les ostéoclastes (OTC), cellules impliquées dans sa dégradation. Les macrophages adaptent leur phénotype fonctionnel au microenvironnement. Au moins 2 sous-populations ont été décrites : les macrophages classiques M1pro-inflammatoires et les macrophages alternatifs M2 anti-inflammatoires.
Nous avons déjà démontré la présence de macrophages alternatifs M2 au sein des plaques humaines d’athérosclérose, avec des localisations et des fonctions bien distinctes, notamment en terme de métabolisme du cholestérol et du fer et de la capacité à phagocyter les cellules sénescentes. Nos résultats préliminaires indiquent que ces macrophages M2 sont abondamment présents aux alentours des dépôts de calcium au sein des plaques d’athérosclérose. Quand ces macrophages M2 sont différenciés in vitro en présence d’IL-4, ils expriment des marqueurs du phénotype OTC (tels que CA2 et CathK) mais ils sont également capables d’exprimer des marqueurs OTB (tels que TNAP et BMP-2). Cependant, le rôle de ces macrophages dans la CV n’est pas connu.
Notre projet a pour objectif de déterminer les fonctions des macrophages alternatifs dans la CV et d’identifier les mécanismes moléculaires sous-jacents leur capacité à acquérir à la fois le phénotype OTC et celui OTB. Ce projet sera réalisé grâce à des échantillons humains (cellules et tissues) et en employant des approches globales innovantes (analyses transcriptomiques, imagerie par spectrométrie de masse, profilage de l’expression des miRNA). Ex vivo, nous allons réaliser une cartographie moléculaire des macrophages M2 résidents autour des zones de calcification, en terme d’expression des gènes, protéines et métabolites. In vitro, les macrophages M2 seront cultivés dans des conditions expérimentales permettant leur différenciation vers un phénotype OTC (en présence d’un mélange de RANKL/MCSF) ou vers un phénotype OTB (en présence de milieu calcifiant) . L’expression de marqueurs spécifiques de chaque phénotype sera mesurée (au niveau génique et protéique) et des activités fonctionnelles (accumulation de calcium pour les OTB et dégradation de la matrice osseuse pour les OTC) seront réalisées. En outre, la capacité des macrophages M2 a influencer le potentiel ostéogénique des cellules musculaires lisses, également impliquée dans les processus de CV, sera déterminé par des expériences de co-culture indirecte. L’expression de marqueurs spécifiques sera mesurée et des tests fonctionnels seront réalisés.
Enfin, pour comprendre les mécanismes et identifier les facteurs moléculaires capables de réguler la balance entre phénotypes OTCet OTB des macrophages M2, différentes approches seront utilisées allant de l’étude de gènes cibles (identifiés sur la base des données bibliographiques) à des analyses globales de profilage d’expression de mRNA (analyse transcriptomique) et miRNA. Ce projet sera réalisé par l’équipe du Prof. G. Chinetti à Nice et celle du Prof. B. Staels à Lille. Il s’agit de deux chercheurs qui ont travaillé ensemble pour presque 18 ans et ont étés pionniers dans l’étude des sous-populations des macrophages dans les plaques humaines d’athérosclérose. Ceci représente une garantie pour la bonne exécution du projet et pour la réussite de cette proposition. Ce projet aura des répercussions importantes dans la communauté scientifique. Nous identifierons les rôles potentiels des macrophages alternatifs M2 dans le processus de la CV. Ceci est d’une importance capitale car il est nécessaire de comprendre les mécanismes moléculaires et cellulaires de la CV afin de pouvoir les moduler et contrôler ainsi les dépôts de calcium.