Dans une étude récente publiée dans Rapports scientifiquesles chercheurs ont rapporté que la protéine 5 associée aux microfibrilles (MFAP5) médie la cicatrisation des plaies grâce à son effet pro-fibrotique en modulant la formation de collagène, l’angiogenèse et le comportement des fibroblastes.
Étude: Protéine 5 associée aux microfibrilles et régulation de la formation de cicatrices cutanées. Crédit d’image : David A Litman / Shutterstock.com
Sommaire
Arrière-plan
Bien que la capacité de régénération après une blessure diffère d’une espèce à l’autre, la cicatrisation entraîne invariablement une cicatrice. La fibrose cutanée ou la formation de cicatrices est un processus multifactoriel impliquant une activation et une inflammation spécifiques des fibroblastes dermiques. L’angiogenèse pendant la cicatrisation des plaies et l’augmentation des niveaux capillaires au site de la plaie sont également associées à une formation accrue de cicatrices.
Les fibroblastes sont cruciaux lors des processus de cicatrisation et de remodelage des plaies, au cours desquels ces cellules déposent la matrice extracellulaire au site de la plaie. De même, MFAP5, médiateur dérivé des fibroblastes, joue un rôle important dans la cicatrisation cutanée.
MFAP5 influence la fonction des microfibrilles en interagissant avec la fibrilline et en régulant la signalisation Notch et la biodisponibilité du facteur de croissance transformant bêta (TGF-β). Cependant, alors que la matrice extracellulaire et son rôle dans la formation de cicatrices ont été largement étudiés, le rôle des protéines associées aux microfibrilles, qui sont abondantes dans la matrice extracellulaire des tissus matures et en développement, dans la cicatrisation des plaies reste sous-étudié.
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont isolé des fibroblastes phagocytaires en incubant des fibroblastes dermiques humains néonatals avec des cellules endothéliales microvasculaires apoptotiques du derme humain, car des études antérieures ont montré que les fibroblastes présentent un phénotype pro-fibrotique après avoir ingéré des cellules apoptotiques par phagocytose. Le séquençage de l’acide ribonucléique (ARN) a été réalisé pour examiner les protéines exprimées par les fibroblastes phagocytaires.
Les cellules endothéliales apoptotiques ont été marquées avec une protéine fluorescente verte (GFP). Par la suite, le tri cellulaire activé par fluorescence (FACS) a été utilisé pour séparer les fibroblastes phagocytaires des fibroblastes non phagocytaires. Des analyses d’expression différentielle et de séquençage d’ARN ont été utilisées pour comparer les protéines transmembranaires produites par les fibroblastes phagocytaires et non phagocytaires.
Les chercheurs ont utilisé des modèles de souris pour étudier l’expression de MFAP5 pendant les phases de remodelage et de prolifération de la cicatrisation en déterminant l’expression de la Mfap5 gène dans le tissu de la plaie en utilisant la réaction en chaîne par polymérase de transcription inverse (RT-PCR). Les fibroblastes phagocytaires cultivés ont également été analysés par RT-PCR.
Les souris ont été réparties au hasard dans des groupes comprenant un traitement avec le contrôle négatif de la solution saline tamponnée au phosphate (PBS), un anticorps de contrôle d’isotype d’immunoglobuline G (IgG) de souris non conjugué ou un anticorps monoclonal contre MFAP5 pour déterminer le rôle de MFAP5 dans l’angiogenèse et le dépôt de collagène. De plus, l’accumulation de vaisseaux sanguins dans le tissu cicatrisant des souris a été analysée par coloration immunofluorescente de cryosections d’échantillons de plaies. Un tensiomètre motorisé a également été utilisé pour évaluer la force de rupture de la plaie.
Les données de séquençage de l’ARN unicellulaire des études précédentes ont également été utilisées pour analyser l’ontologie des gènes des populations de fibroblastes. Le rôle de MFAP5 dans la fonction des fibroblastes a été évalué en traitant des fibroblastes dermiques normaux avec MFAP5 recombinant, avec des caractéristiques telles que la migration cellulaire, la prolifération, l’expression génique liée à la matrice extracellulaire et l’activité contractive ensuite analysées. De plus, l’impact de l’environnement fibrotique sur la production de MFAP5 a été évalué en traitant les fibroblastes avec du TGF-β.
MFAP5 est régulé positivement dans les fibroblastes phagocytaires. Carte thermique des gènes différentiellement exprimés entre les fibroblastes phagocytaires et non phagocytaires incubés avec des GFP-HDMEC (padj ≤ 0,05) qui ont été identifiés comme protéines sécrétées putatives (rouge), protéines transmembranaires (bleu) ou les deux (vert). Les gènes ont été regroupés hiérarchiquement en utilisant la méthode d’agglomération complète. Chaque ligne représente un gène et chaque colonne représente un échantillon individuel dans les groupes suivants : fibroblastes témoins (CT_HDF), fibroblastes phagocytant les cellules endothéliales apoptotiques (eApoEC_HDF) et fibroblastes non phagocytaires exposés aux cellules endothéliales apoptotiques (nApoEC_HDF). N = 3 pour chaque groupe. Les données utilisées étaient des données de comptage transformées en log2. Les valeurs de p ajustées ont été calculées avec un test de Wald.
MFAP5 améliore l’efficacité de la cicatrisation des plaies
L’expression de MFAP5 était significativement élevée pendant les phases de remodelage et de prolifération de la cicatrisation. De plus, les données de séquençage d’ARN unicellulaire ont identifié deux sous-populations majeures de fibroblastes impliquées dans l’expression de MFAP5 pendant la cicatrisation.
Lorsque MFAP5 a été neutralisé par des anticorps anti-MFAP5, la fermeture de la plaie n’a pas été affectée. Néanmoins, les niveaux de dépôt de collagène et d’angiogenèse étaient inférieurs à ceux des témoins.
Le in vitro des expériences utilisant des fibroblastes en culture ont montré que le MFAP5 recombinant augmentait considérablement la contractilité du collagène, la migration des fibroblastes dermiques et l’expression des gènes pro-fibrotiques liés à la matrice extracellulaire. De plus, le traitement des fibroblastes dermiques avec TGF-β a augmenté de manière significative l’expression et la production de MFAP5.
La coloration immunofluorescente a montré que l’expression de MFAP5 était présente dans les couches épidermiques et dermiques de la peau normale, des tissus de plaies et des tissus chéloïdes. De plus, la coloration épidermique de MFAP5 était importante, suggérant ainsi l’implication des kératinocytes dans la production de MFAP5.
conclusion
La présente étude a évalué le rôle de MFAP5 dans la formation de cicatrices en examinant son implication dans l’angiogenèse et le dépôt de collagène et ses effets pro-fibrotiques.
À cette fin, l’expression de MFAP-5 augmente au cours des étapes de prolifération et de remodelage de la cicatrisation des plaies, deux sous-populations de fibroblastes se révélant être les principaux producteurs de MFAP5. Bien que la fermeture de la plaie puisse se produire en l’absence de MFAP5, les niveaux d’angiogenèse et le dépôt de collagène sont significativement réduits sans l’expression de MFAP5.
