Les veines des poumons, ou veines pulmonaires, jouent un rôle essentiel non seulement dans le fonctionnement des poumons, mais également dans le maintien d’une quantité suffisante d’oxygène dans les tissus de tout le corps. Lorsqu’une personne subit une lésion pulmonaire due à une maladie telle que la grippe ou le COVID, la réparation des vaisseaux sanguins et la création de nouveaux sont essentiels pour répondre aux besoins en oxygène ; cependant, la recherche dans ces domaines reste sous-explorée.
Des chercheurs de l’École de médecine vétérinaire de l’Université de Pennsylvanie et de l’École de médecine Perelman, de l’Hôpital pour enfants de Philadelphie (CHOP) et du Centre médical de l’Université Vanderbilt ont étudié le rôle des cellules endothéliales veineuses pulmonaires (VEC) dans la régénération endothéliale après une lésion pulmonaire chez l’adulte. Les VEC tapissent l’intérieur des vaisseaux sanguins des poumons et jouent un rôle essentiel dans la circulation sanguine et l’angiogenèse, la création de nouveaux vaisseaux sanguins.
Le nouvel article montre que les cellules endothéliales veineuses peuvent aider à réparer les vaisseaux sanguins endommagés dans les poumons. Les chercheurs ont découvert qu’à la suite d’une blessure due à la grippe, au COVID et à l’hyperoxie, les VEC prolifèrent dans le lit capillaire adjacent – un réseau de vaisseaux sanguins facilitant les échanges gazeux – et contribuent à sa régénération.
Ils montrent également que les VEC se différencient en cellules capillaires et que ce remodelage est une réponse à une lésion pulmonaire et non une réaction qui se produit au cours du développement pulmonaire normal après la naissance. Ces résultats ont été publiés dans Nature Recherche cardiovasculaire.
« De nombreux patients qui sont confrontés à des virus respiratoires, surtout s’ils sont immunodéprimés, peuvent développer ce qu’on appelle une détresse respiratoire aiguë et se retrouver en unité de soins intensifs », explique la première auteure Joanna Wong, doctorante dans le laboratoire d’Andrew E. Vaughan chez Penn Vet. « Essayer de trouver des moyens de favoriser la régénération de leur lit vasculaire ou de leurs poumons en général ferait progresser la médecine moderne et les soins aux patients. »
Vaughan est co-auteur principal de l’étude avec David B. Frank, cardiologue pédiatrique et professeur adjoint au CHOP. Vaughan note que la plupart des personnes atteintes de COVID décédées en soins intensifs sont décédées du syndrome de détresse respiratoire aiguë, qui a un taux de mortalité supérieur à 30 %.
« Maintenant que nous avons identifié une population progénitrice importante, nous pourrions être en mesure de comprendre comment manipuler les cellules de ces veines et améliorer leur capacité à contribuer à la réparation », explique Vaughan, faisant de ces cellules une cible potentielle pour les traitements.
L’inspiration pour cette étude est venue de la recherche sur le poisson zèbre et la souris. Vaughan explique que des études antérieures sur ces animaux suggéraient qu ‘«au moins dans certains organes, dans certains contextes, une grande partie du lit capillaire est construite par expansion des veines». Mais personne n’avait jamais regardé les poumons.
Wong souligne également le travail effectué au laboratoire de Vaughan avant de le rejoindre. À cette époque, le chercheur postdoctoral Gan Zhao a mené une étude qui a révélé que l’élimination d’un certain facteur de transcription spécifiant la veine exacerbait les lésions pulmonaires et réduisait la prolifération des cellules endothéliales.
Prises ensemble, disent Vaughan et Wong, ces études les ont amenés, eux et leurs collègues, à émettre l’hypothèse que les cellules endothéliales tapissant les veines des poumons contribueraient également à la réparation du lit capillaire après une blessure.
Il y avait un problème : il n’existait aucun outil permettant d’identifier ces cellules et de les suivre au fil du temps. Wong a commencé à examiner les données de séquençage de l’ARN unicellulaire des cellules endothéliales pulmonaires à zéro, 20 et 30 jours après une blessure due à la grippe, informations que le laboratoire avait précédemment générées. Elle a identifié le marqueur parfait : un gène appelé Slc6a2 qui n’apparaissait que dans les veines pulmonaires. Ils se sont associés à Frank pour générer un modèle de souris basé sur ce gène.
« C’était vraiment bizarre, car c’est aussi un transporteur de noradrénaline, qui est normalement associé aux neurones, et nous ne savons toujours pas pourquoi il serait exprimé dans les veines pulmonaires », dit-elle. Mais c’était fortuit et elle a pu utiliser Slc6a2 pour suivre le sort des VEC dans un modèle de souris génétiquement modifié.
Pour l’avenir, Wong affirme que les chercheurs tentent de déterminer quels mécanismes contribuent à la germination des VEC et étudient également l’angiogenèse dans d’autres contextes, comme le cancer.
Vaughan dit que la méthodologie de cet article ne fonctionne qu’après la naissance, mais il aimerait savoir si, pendant le développement des poumons, les premières veines embryonnaires jouent un rôle dans la construction du reste des vaisseaux sanguins.
