Lorsque l'œil ne reçoit pas assez d'oxygène face à des conditions courantes comme la naissance prématurée ou le diabète, il déclenche un état de production d'énergie frénétique qui peut finalement entraîner la cécité, et maintenant les scientifiques ont identifié de nouveaux points où ils pourraient pour calmer la frénésie et permettre à la place de récupérer.
Dans cet environnement à haute énergie, les cellules endothéliales qui formeront de nouveaux vaisseaux sanguins dans la rétine – ce qui pourrait améliorer les niveaux d'oxygène – et la microglie voisine – un type de macrophage qui surveille généralement la rétine – préfèrent la glycolyse comme un moyen de transformer le glucose en carburant.
Les scientifiques du Medical College of Georgia ont montré que dans les maladies rétiniennes, les sous-produits excessifs de ce système de production de carburant inefficace déclenchent un crescendo de diaphonie entre ces deux types de cellules.
L'entretien promeut une inflammation excessive et le développement de la masse classique de capillaires qui fuient et dysfonctionnels qui peuvent obstruer la vision et entraîner un décollement de la rétine, explique le Dr Yuqing Huo, directeur du programme d'inflammation vasculaire au centre de biologie vasculaire de MCG.
Le sous-produit principal de la glycolyse est le lactate, qui peut également être utilisé comme carburant, par exemple, par nos muscles lors d'un entraînement intense.
La microglie a également besoin de lactate provenant des cellules endothéliales. Mais dans la maladie, le lactate est en surabondance définitive, ce qui soutient plutôt cette conversation destructrice entre les cellules, dit Huo, auteur correspondant de l'étude dans la revue. Médecine translationnelle scientifique.
Il s'agit d'un problème majeur dans notre pays, la perte de vision due à un oxygène compromis pour diverses raisons. Nous espérons que cet aperçu supplémentaire de la façon dont ce processus détruit la vision nous permettra de trouver de meilleures façons d'intervenir.. «
Dr Zhiping Liu, auteur de l'étude et chercheur postdoctoral, laboratoire de Huo, faculté de médecine de Géorgie, université d'Augusta
Dans un environnement à faible teneur en oxygène, les cellules endothéliales produisent non seulement beaucoup de lactate, mais également des facteurs qui encouragent la microglie voisine à être plus active et à utiliser la glycolyse pour devenir plus active, dit Huo.
En réalité, les microglies n'ont pas besoin d'encouragements car elles semblent déjà préférer cette méthode de production d'énergie. Mais le lactate supplémentaire qui leur est envoyé les incite à produire encore plus d'énergie et, par conséquent, encore plus de lactate, dit Huo.
Les cellules immunitaires normalement favorables commencent également à surproduire des facteurs favorisant l'inflammation tels que les cytokines et les facteurs de croissance qui favorisent la croissance des vaisseaux sanguins ou l'angiogenèse, qui, dans une boucle vicieuse, augmente encore la glycolyse des cellules endothéliales, qui sont maintenant enclines à proliférer de manière excessive.
« L'interaction réciproque entre les macrophages et (les cellules endothéliales) favorise une relation d'avance qui augmente fortement l'angiogenèse », écrivent-ils.
La ligne de fond destructrice est appelée angiogenèse pathologique, une cause majeure de cécité irréversible chez les personnes de tous âges, affirment les scientifiques, avec des problèmes tels que la rétinopathie diabétique, la rétinopathie de la prématurité et la dégénérescence maculaire liée à l'âge.
«Nos yeux n'ont manifestement pas suffisamment d'oxygène, et ils finissent par essayer de générer plus de vaisseaux sanguins grâce à ce processus appelé angiogenèse pathologique, qui est vraiment difficile à contrôler», dit Huo.
La germination et la prolifération excessives des cellules endothéliales sont centrales à la destruction, et la glycolyse est au cœur de leur germination et de leur prolifération, mais les mécanismes exacts qui déclenchent toute la glycolyse et la diaphonie entre les cellules endothéliales et la microglie sont inconnus, écrivent-ils.
«Dans toutes ces conditions, il y a quelque chose qui ne va pas avec le tissu qui empêche les vaisseaux sanguins de se comporter correctement», déclare la co-auteur Dr. Ruth B. Caldwell, biologiste cellulaire au Centre de biologie vasculaire. «C'est un mauvais état», dit-elle, qu'ils veulent aider à normaliser.
Au fur et à mesure qu'ils découvrent comment la conversation se passe mal entre ces deux cellules, ils voient de nouveaux points logiques pour le faire. Lorsqu'ils éliminent l'activateur de glycolyse le plus puissant, appelé Pfkfb3, de la microglie, la production de lactate diminue clairement et les cellules n'aident plus la production de capillaires dysfonctionnels. Inversement, l'expression à la fois de l'ARN messager qui permet la production de Pfkfb3 et du lactate est significativement plus élevée dans les cellules lorsque les niveaux d'oxygène sont faibles.
Les agents qui empêchent l'utilisation excessive de la glycolyse par ces cellules pourraient être de bonnes approches thérapeutiques, disent-ils. Le blocage de la production excessive de lactate pourrait en être une autre. Empêcher la microglie de roder trop de lactate supprime également de manière significative l'angiogenèse pathologique dans leurs études en laboratoire. Les agents qui normalisent la croissance des cellules endothéliales pourraient également fonctionner.
Alors que la manipulation génétique a été utilisée pour une grande partie de leurs travaux de laboratoire à ce jour, les scientifiques étudient maintenant des produits chimiques qui pourraient fonctionner à ces différents points. Un problème est que de nombreux médicaments qui suppriment la glycolyse ont de nombreux effets indésirables, ils travaillent donc pour intervenir de manière plus sélective. Ils notent que puisque l'utilisation de la glycolyse par les macrophages est essentielle pour soutenir une réponse immunitaire saine, une inhibition localisée devrait produire la réponse souhaitée sans affecter la réponse immunitaire.
Les traitements actuels pour le développement anormal des vaisseaux sanguins et les fuites et gonflement associés incluent la suppression du facteur de croissance endothélial vasculaire, ou anti-VEGF, qui, comme son nom l'indique, est un facteur clé de la croissance des cellules endothéliales, peut nécessiter des injections continues dans l'œil et devient décent entraîne des conditions comme la rétinopathie diabétique. Mais la thérapie anti-VEGF ne facilite vraiment pas la réparation, dit Caldwell. Les scientifiques ont des preuves précoces de leurs stratégies d'intervention, car elles interviennent plus tôt et aident à normaliser le «mauvais» environnement. «Nous obtenons des réparations et des restaurations», dit Caldwell.
Huo et ses collègues font partie de ceux qui ont montré que la glycolyse est essentielle à la germination des cellules endothéliales et que les souris dépourvues de Pfkfb3 ont une angiogenèse altérée.
Les cellules endothéliales, qui tapissent tous nos vaisseaux sanguins, sont l'une des premières choses posées lorsque nous fabriquons de nouveaux vaisseaux sanguins. Dans la rétine, ils commencent à créer de minuscules tunnels qui, idéalement, deviendront des capillaires fonctionnels, des vaisseaux sanguins si petits qu'un seul globule rouge devra peut-être se replier juste pour passer.
Ces vaisseaux sanguins à peau fine sont le point où l'oxygène, les liquides et les nutriments sont fournis aux tissus corporels, puis le sang est renvoyé à travers le système veineux vers le cœur où le processus recommence.
Les cellules endothéliales s'habituent à la glycolyse lorsqu'elles aident à rendre notre corps au début, sans oxygène, pendant le développement, dit Huo.
Le travail habituel de la microglie consiste à garder un œil sur les envahisseurs, comme un virus, et à maintenir les connexions entre les nerfs, appelées synapses, coupées.
La source:
Faculté de médecine de Géorgie à l'Université Augusta
