Le stress oxydatif a un impact différentiel sur la sécrétion apicale et basolatérale de facteurs angiogéniques provenant des CSPi humaines

Aug 23, 2023

Rapports scientifiques volume 12, Numéro d'article : 12694 (2022) Citer cet article

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L'épithélium pigmentaire rétinien (EPR) est une monocouche polarisée qui sécrète des facteurs de croissance et des cytokines vers la rétine au niveau apical et la choroïde basolatéralement. De nombreuses protéines sécrétées par le RPE ont été associées à la pathogenèse de la dégénérescence maculaire liée à l'âge (DMLA). Le but de cette étude était de déterminer le sécrétome différentiel apical et basolatéral des cellules RPE, ainsi que les effets du stress oxydatif sur la sécrétion directionnelle de protéines liées à la DMLA et à l'angiogenèse. La spectrométrie de masse en tandem a été utilisée pour profiler les protéines dans les milieux conditionnés apicaux et basolatéraux humains iPSC-RPE. Les modifications de la sécrétion après un stress oxydatif induit par H2O2 ou l'hydroperoxyde de tert-butyle (tBH) ont été étudiées par ELISA et analyse Western. Sur 926 protéines sécrétées différemment, 890 (96 %) étaient plus apicales. Le stress oxydatif a modifié la sécrétion de multiples facteurs impliqués dans la DMLA et la néovascularisation et a favorisé un microenvironnement pro-angiogénique en augmentant la sécrétion de molécules pro-angiogéniques (VEGF, PTN et CRYAB) et en diminuant la sécrétion de molécules anti-angiogéniques (PEDF et CFH). ). La sécrétion apicale a été plus impactée que la sécrétion basolatérale pour PEDF, CRYAB et CFH, tandis que la sécrétion basolatérale a été davantage impactée pour le VEGF, ce qui peut avoir des implications sur la néovascularisation choroïdienne. Cette étude jette les bases des investigations sur la sécrétion dysfonctionnelle de protéine polarisée RPE dans la DMLA et d'autres troubles dégénératifs choriorétiniens.

Malgré les progrès des traitements, la DMLA reste la principale cause de cécité aux États-Unis chez les adultes de plus de 65 ans. Bien que les principaux mécanismes pathologiques de la DMLA soient débattus, la maladie se caractérise au niveau cellulaire par un dysfonctionnement de l'EPR et un stress métabolique, une accumulation de dépôts sous-RPE, mort des photorécepteurs sus-jacents et mort des cellules endothéliales choroïdiennes sous-jacentes et amincissement choroïdien ultérieur. L'épithélium pigmentaire rétinien (EPR) est un sécréteur prolifique de facteurs de croissance et de cytokines de manière polarisée vers les photorécepteurs du côté apical et le système vasculaire choroïdien du côté basolatéral. Des perturbations dans la sécrétion directionnelle de la protéine RPE ont été impliquées dans la dégénérescence choriorétinienne, notamment dans l'AMD2. Ces études antérieures montrent que les cellules RPE sécrètent le facteur de croissance endothélial vasculaire (VEGF), qui favorise l'angiogenèse, vers la choroïde, et le facteur dérivé de l'épithélium pigmentaire (PEDF), qui inhibe l'angiogenèse, vers les photorécepteurs3. Des protéines supplémentaires présentant des allèles à risque de DMLA, telles que le facteur H du complément et la fibuline 5, sont également sécrétées de manière directionnelle par les cellules RPE2,4. En outre, le RPE démontre la sécrétion directionnelle de protéines codées par les gènes de la maladie mendélienne, tels que TIMP3 et EFEMP1, qui provoquent respectivement la dystrophie maculaire de Sorsby et la dystrophie maculaire en nid d'abeille de Doyne5,6.

Le sécrétome polarisé des cellules RPE n’a pas été entièrement documenté et on ignore quelles protéines supplémentaires sécrétées par le RPE peuvent avoir un impact sur la santé rétinienne et choroïdienne. De nombreuses études antérieures sur le sécrétome RPE ont utilisé une culture cellulaire conventionnelle sur des puits en plastique et ont donc étudié uniquement des milieux conditionnés apicaux et n'ont pas capturé les protéines basolatérales sécrétées, ce qui pourrait avoir un impact sur la néovascularisation choroïdienne et la dégénérescence choroïdienne dans l'atrophie géographique 7,8,9. Des études plus récentes ont étudié la sécrétion protéique apicale et basolatérale, car la compréhension du sécrétome polarisé différentiel des cellules RPE est fondamentale pour les recherches sur la sécrétion protéique dysfonctionnelle dans la DMLA et d'autres maladies dégénératives choriorétiniennes10,11. Le but de cette étude est d'étudier plus en détail la sécrétion directionnelle des protéines RPE et l'impact du stress oxydatif sur la sécrétion polarisée de protéines importantes dans la DMLA. Une lignée RPE dérivée de cellules souches pluripotentes induites par l'homme (iPSC) a été cultivée sur des supports perméables, permettant d'évaluer à la fois le profil apical et basolatéral des protéines sécrétées, en se concentrant spécifiquement sur les protéines connues pour fonctionner de manière extracellulaire et donc potentiellement impacter les photorécepteurs adjacents et choroïdiens. système vasculaire. En utilisant des modèles de stress oxydatif H2O2 et hydroperoxyde de tert-butyle (tBH), nous démontrons des changements dans la sécrétion directionnelle des protéines RPE qui pourraient contribuer à la néovascularisation.