Christelle Guibert, Directeur de l'équipe 1

Le principal champ d'activité de recherche de l'équipe concerne la biologie de la circulation pulmonaire et systémique. Concernant la circulation pulmonaire, une attention particulière sera portée à (1) l'hypertension pulmonaire (HTP) (mécanismes cellulaires et moléculaires associés au remodelage et à la réactivité vasculaires et traitements pharmacologiques) et (2) l'impact des facteurs environnementaux (pollution atmosphérique et hyperoxie). Concernant la circulation systémique, nos études se concentrent sur le remodelage du cytosquelette d’actine sous forme de podosomes dans des cellules endothéliales exposées à des facteurs tels que le VEGF et le TGFß, acteurs majeurs du remodelage. En s'intéressant à la physiopathologie vasculaire pulmonaire et systémique, l'équipe travaille sur une réelle interface entre les maladies cardiaques et pulmonaires. Il s'agit d'une équipe multidisciplinaire constituée de collaborateurs provenant de différentes formations (scientifiques, médecins, pharmaciens) et de différentes disciplines.
Les objectifs spécifiques de l'équipe sont les suivants :
1. Etudier le rôle de canaux perméables au calcium tels que les canaux activés par l’étirement membranaire (SAC), dont les canaux TRP (Transient Receptor Potential) et piezo, et les jonctions communicantes (connexines) dans des conditions physiologiques et pathologiques (HTP).

2. Etudier le rôle des facteurs environnementaux tels que les particules de pollution et l’hyperoxie. L’impact des particules de pollution est déterminé dans des conditions physiologiques et pathologiques (HTP). L’HTP induite par l’hyperoxie est étudiée chez le nouveau-né car elle est associée à une dysplasie broncho-pulmonaire retrouvée chez les grands prématurés.
3. Etudier le remodelage vasculaire systémique avec une attention particulière sur la biologie cellulaire endothéliale et l’angiogenèse.

Méthodologies utilisées :
Les expériences sont conduites sur (i) des cellules vasculaires fraichement isolées ou en culture et sur des tissus (fragment d'artères pulmonaires) pour la biologie moléculaire (PCR, PCR quantitative en temps réel), la biologie cellulaire (microscopie électronique, Western Blot, Cytométrie en Flux, siRNA, tests de migration, de prolifération et d'apoptose), l'électrophysiologie (patch clamp), l'imagerie calcique (fura2, fluo4), l'immunohistochimie; (ii) sur des préparations vasculaires isolées et plus intégrées (anneaux artériels, microvaisseaux canulés et pressurisés) provenant d'animaux ou de tissus humains pour les expériences de réactivité et de résonance paramagnétique électronique pour la mesure de NO ou d’anion superoxide ; (iii) sur l'animal entier, sauvage ou transgénique, pour des investigations in vivo. L'équipe a developpé des modèles d'HTP (rats et souris soumis à une hypoxie chronique, rats traités à la monocrotaline, traitements combiné de l'hypoxie et de la monocrotaline, ratons soumis à une hyperoxie).
Des expérimentations sont également réalisées sur tissus humains adultes et fœtaux (vaisseaux pulmonaires et cellules musculaires lisses) dans le cadre d'un projet collaboratif avec le centre hospitalier universitaire et la maternité de Bordeaux.

Les variations de Ca2+ intracellulaire sont des événements majeurs impliqués dans la contraction, la prolifération et la migration des cellules musculaires lisses. Le Ca2+ est un second messager clé qui peut provenir du milieu extracellulaire, des réserves calciques intracellulaires ou des cellules voisines via des canaux perméables au calcium. Les variations de l'expression ou de la fonction de ces canaux, tels que les canaux activés par l’étirement membranaire (canaux SAC dont les TRP ou Transient Receptor Potential et piezo) et les jonctions communicantes (canaux entre deux cellules adjacentes et formés de connexines ou Cx) sont impliqués dans l'hypertension pulmonaire.
Nous étudions, entre autres, le couplage entre les SAC (comme TRPV4, Piezo ...) et les réserves calciques intracellulaires (réticulum sarcoplasmique, mitochondries et lysosomes). Nous disposons notamment des souris TPRV4 -/-. Nous utilisons également des outils pharmacologiques et des siRNA.

Des études récentes au laboratoire suggèrent que les jonctions communicantes myoendothéliales (Cx) et notamment la Cx43 jouent un rôle critique dans la vasoconstriction de l’artère pulmonaire (AP) en conditions normales et suite à une HTP. Des outils pharmacologiques (peptides bloqueurs), des siRNA et des souris Cx43 +/- sont utilisés pour modifier l’expression de la Cx43 et étudier son rôle dans la contraction et le remodelage de l’AP.

 De telles connaissances sur les TRP, SAC et Cx pourraient permettre le développement de nouvelles thérapies.

Des études épidémiologiques et expérimentales dans le domaine de la pollution atmosphérique ont montré que l'exposition aux particules peut être associée au développement de maladies cardio-pulmonaires. Par ailleurs, les nanotechnologies vont conduire à une production et à une exposition accrue aux nanoparticules dont les effets nocifs sont largement inconnus, notamment au niveau cardiovasculaire. Notre objectif est d'évaluer les effets des particules (particules de la pollution atmosphérique et nanoparticules manufacturées) sur des artères et des cellules vasculaires pulmonaires (cellules endothéliales et musculaires lisses). Dans la mesure où la [Ca2+]i est un élément clé de la régulation de l'homéostasie vasculaire, une attention particulière est portée à l'impact des particules sur la signalisation calcique intracellulaire dans des conditions normales et dans des conditions pathologiques comme l'hypertension pulmonaire. Différents biomarqueurs d’exposition et d’effets sont évalués : cytotoxicité, stress oxydant, réponse inflammatoire, expression des enzymes intervenant dans le métabolisme des xénobiotiques, modification de la signalisation calcique associée aux canaux SAC et jonctions communicantes.

Par ailleurs, chez les grands prématurés, un traitement à l’hyperoxie peut induire une dysplasie bronchopulmonaire (DBP) qui peut elle-même être associée à une HTP. Pour ces prématurés, le taux de mortalité à 2 ans est de 33 à 48%. Ainsi, nous avons développé un modèle animal de ratons soumis à une hyperoxie et souffrant d’HTP. Du poumon humain fœtal est également obtenu suite à des interruptions médicales de grossesse en collaboration avec la maternité et le service d’anatomie pathologique du CHU de Bordeaux.

En association avec l’axe 1, le rôle des SAC et des connexines sont évalués (1) dans l’effet de la pollution sur la circulation pulmonaire et (2) dans la DBP chez les ratons et les cellules musculaires lisses de fœtus humain en conditions normales ou hyperoxiques.

Les cellules endothéliales jouent un rôle essentiel dans le développement et l’homéostasie du système vasculaire. Elles sont également au cœur de la plupart des pathologies vasculaires. Ces cellules perçoivent les changements du microenvironnement comme la composition ou la rigidité de la matrice extracellulaire et sont sensibles à divers facteurs comme les substances nocives, les variations du flux sanguin ou celles de la concentration en oxygène. Le cytosquelette d’actine détermine l’architecture cellulaire et contribue au maintien de l’intégrité des cellules et des tissus. Des altérations de son organisation conduisent à des perturbations fonctionnelles.
Nous focalisons notre analyse sur le remodelage du cytosquelette d’actine sous forme de podosomes dans des cellules endothéliales exposées à des facteurs acteurs majeurs du remodelage tels que le VEGF et le TGFß. Les podosomes sont des microdomaines membranaires concentrant des metallo-protéases. Nous étudions les mécanismes et les conséquences de leur induction dans des conditions physiologiques et pathologiques. Ces travaux permettent de mieux comprendre comment la cellule endothéliale répond aux modifications de son microenvironnement pour pouvoir, à terme, intervenir sur des dysfonctionnements associés à un contexte pathologique.

Les objectifs principaux sont:
1. démontrer l’existence des podosomes in vivo et établir leurs rôles dans le remodelage physiologique et pathologique
2. comprendre les mécanismes moléculaires de l’assemblage des podosomes dans les cellules endothéliales
3. étudier l’implication des connexines et plus particulièrement la connexine 40 dans ces évènements

•    Elisabeth Génot est membre fondateur du Consortium Invadosomes , un réseau international de laboratoires s’intéressant aux processus d’adhésion cellulaire et d’invasion tissulaire.

Elle est aussi co-responsable de l’axe vasculaire du consortium de Médecine régénérative de Bordeaux 

 
•   IJsbrand Kramer est le principal auteur de la 3e édition de l’ouvrage «  Signal transduction » Academic Press / Elsevier 2016. Il est aussi impliqué dans la production de ressources multimédia , intégrées dans l’offre de l’enseignement de sciences en ligne sur le site d’UniSciel

et responsable de la communication de la Société Biologie Cellulaire de France (SBCF) . 

Il est également soutenu par le programme Innovation pédagogique soutenu par l'IDex

•    Florian Alonso est soutenu par le programme Idex de Bordeaux dans le cadre des investissements d’avenir.

Les travaux du groupe sont soutenus par la Fondation de France (AO Cardiovasculaire)  L’Idex de Bordeaux, le Consortium de Médecine Régénerative (HYPOXCELL) et Campus France (Programme Parrot: France-Estonie)