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VE-cadhérine soluble: Un marqueur de suivi de la polyarthrite rhumatoïde ?

L’angiogenèse est nécessaire dans la progression de la polyarthrite rhumatoïde. Adama Sidibe travaille à Grenoble dans l’unité Inserm 1036, et étudie plus précisément les modifications structurales de la VE-cadhérine et leur importance dans la pathogenèse de la polyarthrite rhumatoïde. Nous sommes allés à sa rencontre.

Présentation du projet de recherche

La polyarthrite rhumatoïde (PR) est le rhumatisme inflammatoire le plus fréquent qui affecte 0,3% de la population française. Cette maladie est caractérisée par une inflammation persistante de la membrane synoviale qui peut progresser, à terme, vers la destruction du cartilage. Lors du processus inflammatoire, la membrane synoviale va s’épaissir pour former un pannus synovial qui va envahir le cartilage et l’os sous-chondral. L’hyperplasie du tissu synovial est associée à une angiogenèse, processus de formation de nouveaux vaisseaux sanguins à partir de vaisseaux préexistants. Ce nouveau réseau vasculaire permet d’approvisionner les nouvelles couches de cellules en oxygène et nutriments.

Tous les vaisseaux sanguins sont tapissés d’une monocouche de cellules endothéliales qui forme l’endothélium vasculaire dont l’intégrité est assurée par une forte cohésion entre les cellules due à l’existence de protéines adhésives situées aux contacts cellules-cellules et constituant les jonctions endothéliales. Leur organisation est essentielle dans l’homéostasie vasculaire. En effet, l’ouverture et la fermeture coordonnée des jonctions endothéliales permettent de contrôler les échanges entre le sang circulant et les tissus sous-jacents.
Le laboratoire dans lequel Adama Sidibe réalise sa thèse, financée par la Fondation Arthritis, s’intéresse à l’angiogenèse et à l’architecture des jonctions endothéliales.

Les jonctions endothéliales et l’inflammation

Au cours de processus pathologiques dont l’inflammation, les cellules endothéliales sont la cible de cytokines inflammatoires (TNF, VEGF….) libérées par les macrophages qui vont induire des remaniements de l’architecture des jonctions endothéliales par modifications de leurs composants protéiques. La protéine majeure exclusivement localisée dans les jonctions endothéliales est la VE-cadhérine (Vascular Endothelial cadherin). C’est une protéine transmembranaire comportant un large domaine extracellulaire dont les propriétés adhésives permettent des interactions solides entre molécules de VE-cadhérine et dont le domaine intracellulaire interagit avec des composants du cytosquelette de la cellule endothéliale afin d’assurer la maintenance des forces de cohésion du tapis cellulaire. Son rôle dans l’angiogenèse a été démontré à Grenoble dans les années 1995-99, et les recherches sur ses modifications potentielles en pathologie vasculaire se poursuivent actuellement. Comme nous l’indique Adama, « le design de moyens thérapeutiques innovants contre la PR passera par une meilleure connaissance des étapes clefs du processus angiogénique ». Tout son travail de thèse repose sur la compréhension du rôle de la VE-cadhérine dans l’angiogenèse au cours de la PR.

Les modifications des protéines des jonctions endothéliales par phosphorylation/déphosphorylation sont des processus majeurs au cours de l’angiogenèse et de l’inflammation. Les chercheurs du laboratoire ont montré que la VE-cadhérine était phosphorylée dans son domaine intracellulaire sur un acide aminé particulier. L’un des objectifs du travail d’Adama est d’étudier la phosphorylation de la VE-cadhérine, et de comprendre son implication potentielle dans la PR. Pour cela, une souris mutée sur ce site de phosphorylation a été produite. Adama, soutenu par l’équipe de l’animalerie, gère la production, le génotypage, et l’amplification des souris mutées. D’ores et déjà les premières observations d’Adama indiquent que cette mutation in vivo est d’importance majeure dans le processus de pathogenèse de la PR.

La VE-cadherine dans la PR

L’autre objectif d’Adama est d’étudier les modifications éventuelles de la VE-cadhérine par le TNF-alpha et le VEGF qui sont respectivement des facteurs pro-inflammatoires et pro-angiogéniques très fortement sécrétés dans la PR. Adama a démontré que le TNF-alpha induit un clivage du domaine extracellulaire de la VE-cadhérine dans des cellules endothéliales. Des observations complémentaires indiquent que la phosphorylation de la VE-cadhérine est un événement qui précède son clivage. Ces résultats suggèrent un lien entre la phosphorylation de la VE-cadhérine et son clivage.

A l’occasion de la Journée Jacques Courtin, une collaboration est née avec l’équipe dirigée par le Professeur Vittecoq dans le Service de Rhumatologie du CHU de Rouen. Le Pr Vittecoq s’intéresse à la recherche de marqueurs biologiques sanguins dans la PR, et l’objectif de cette collaboration est d’examiner si des patients atteints de PR présentaient de la VE-cadhérine clivée dans le sang. Le Pr Vittecocq a pu mettre à disposition auprès de l’équipe grenobloise des échantillons biologiques qui ont été analysés. De façon tout à fait surprenante, les équipes ont montré que non seulement le domaine extracellulaire de la VE-cadhérine est retrouvé dans des prélèvements sanguins de patients atteints de PR, mais aussi que son taux est corrélé aux critères d’activité de la maladie chez des patients atteints de PR débutante. Ainsi, ces résultats novateurs dans le domaine de la PR semblent indiquer que la VE-cadhérine circulante pourrait être un nouveau marqueur de l’activité de la maladie. Ces travaux publiés très récemment sont le résultat d’une collaboration tout à fait fructueuse entre chercheurs fondamentaux et cliniciens travaillant dans un même objectif : une meilleure prise en charge des patients.

Comme nous l’indique Adama, « plusieurs pistes de travail très prometteuses s’ouvrent à nous, toujours en collaboration avec l’équipe clinique. En effet, la thérapie majeure indiquée dans la PR est un médicament qui bloque l’activité du TNF. Comme nous avons montré que le TNF induit le clivage de la VE-cadhérine, il est raisonnable de penser que le traitement chez les patients pourrait modifier le taux de VE-cadherine circulante. Pour examiner cette hypothèse, nous avons programmé une étude de VE-cadherine soluble sur une cohorte de patients traités par anti-TNF et suivis au cours de leur traitement, en collaboration avec le Pr Vittecocq. Le taux de VE-cadhérine pourra être indicateur de la réponse à la thérapie ou de son échappement, ce qui sera d’importance majeure pour le clinicien dans le cadre du suivi des patients!! »

Valorisation

Isabelle Vilgrain, directrice de thèse d’Adama souligne que deux brevets ont été déposés par l’Inserm en cotutelle avec l’Université Joseph Fourier. Le premier paru en 2008 dans le cadre de travaux sur la méthode de dosage de la VE-cadhérine soluble et de son application en cancérologie et pathologies inflammatoires. Le deuxième, dont la demande d’extension internationale a été déposée en avril 2012, revendique aussi une autre méthode qui pourrait être utilisée pour le suivi des patients dans le diagnostic ou le suivi thérapeutique: « Le premier brevet a donné lieu à des contrats avec des industriels pharmaceutiques qui souhaiteraient disposer d’un dosage sanguin qui serait un test-compagnon pour les nouvelles molécules anti-cancer. En effet, la VE-cadhérine est spécifiquement exprimée dans les cellules endothéliales, or, de nombreuses molécules anti-cancer ciblent le réseau vasculaire tumoral. Ce dosage semble tout à fait prometteur et, qui plus, est facile à réaliser donc transposable en secteur hospitalier. Une étude clinique, promue par le centre Léon Bérard (Lyon), est en cours pour évaluer un élargissement potentiel du dosage au domaine de la cancérologie».
L’objectif à moyen terme est de créer une start-up dans le domaine du diagnostic in vitro avec des champs d’applications pour des industriels pharmaceutiques et des cliniciens qui auront besoin du dosage de la VE-cadhérine en routine. Le champ d’investigation est assez large, que ce soit en cancérologie ou dans les pathologies inflammatoires. Comme le souligne Isabelle Vilgrain, « Nous sommes soutenus par Grenoble Alpes Innovation dans ce projet, et l’environnement du CEA Grenoble est très propice à la création d’entreprises ».

L’équipe

Unité : UMR S1036 CEA/Inserm/Université Joseph Fourier « Unité de Biologie du Cancer et de l’Infection »
Lieu : CEA, Grenoble
Directeur du laboratoire : Jean-Jacques Feige, 5 équipes
Composition de l’équipe : Equipe « Jonctions Endothéliales et Angiogénèse » dirigée par Danielle Gulino
13 personnes, dont 3 chercheurs statutaires, un technicien, 1 post-doctorant et 3 doctorants.
Thématique : Caractéristiques moléculaires de l’organisation de la jonction endothéliale

Interview d’Adama Sidibe

Adama, pouvez-vous nous présenter votre parcours universitaire ?

Mon parcours est particulier, car j’ai fait la première partie de mes études au Mali ; j’ai d’ailleurs commencé des études de médecine au Mali, et ensuite, je suis venu à Grenoble pour faire mes études universitaires à l’Université Joseph Fourier. J’ai fait un Master en Biologie Cellulaire et Intégrative, et réalisé mon stage au sein du laboratoire de physiopathologie vasculaire et angiogenèse. J’ai présenté mon projet de recherche intitulé : « Rôle de l’angiogenese dans la Polyarthrite rhumatoide : Etude d’une souris Knock’in Y685F de la VE-cadherine » devant la Fondation Arthritis en 2009 pour l’obtention d’un financement de thèse qui m’a été attribué. Grâce à ce financement, je réalise ma thèse sur l’aspect vasculaire de la PR, et aujourd’hui je finis ma 3ème et dernière année de thèse dans ce même laboratoire.

Quelles sont les applications cliniques éventuelles de vos recherches ?

Notre première publication peut permettre d’imaginer de faire dans le futur un suivi des patients PR par une prise de sang, et un dosage de VE-cadhérine circulante sur plusieurs mois dans le cadre de leur suivi clinique. L’intérêt pour le patient est que la prise de sang est un geste non invasif, mais très informatif pour le clinicien. Nous n’en sommes pas encore là, certaines hypothèses restent encore à valider, mais nous espérons vivement que nos travaux conduisent à des résultats exploitables en clinique dans la PR !!

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