Les vaisseaux sanguins provenant des vaisseaux lymphatiques sont adaptés à des fonctions spécifiques

Nos origines familiales ont tendance à façonner notre avenir de plusieurs façons. Une étude de l’Institut Weizmann des sciences, publiée aujourd’hui dans Nature, ont constaté qu’il en va de même pour les vaisseaux sanguins. Les chercheurs ont découvert des vaisseaux sanguins se formant à partir de progéniteurs inattendus et ont ensuite montré que cette origine inhabituelle détermine la fonction future des vaisseaux.

« Nous avons découvert que les vaisseaux sanguins doivent provenir de la bonne source pour fonctionner correctement, c’est comme s’ils se souvenaient d’où ils venaient », explique le professeur Karina Yaniv, chef d’équipe.

Les vaisseaux sanguins qui irriguent les différents organes varient considérablement d’un organe à l’autre. Par exemple, parce que les reins s’engagent dans la filtration, les parois de leurs vaisseaux sanguins ont de petits trous qui permettent le passage efficace des substances. Dans le cerveau, les mêmes parois sont presque hermétiques, assurant un blocage protecteur connu sous le nom de barrière hémato-encéphalique. Les parois des vaisseaux sanguins dans les poumons sont adaptées à une autre tâche encore, celle de faciliter les échanges gazeux.

Malgré l’importance vitale du système vasculaire, l’origine de ces différences entre les différents vaisseaux sanguins est encore mal comprise. Jusqu’à présent, ces vaisseaux étaient connus pour provenir de deux sources : les vaisseaux sanguins existants ou les cellules progénitrices qui mûrissent et se différencient pour former les parois des vaisseaux. Dans la nouvelle étude, la chercheuse postdoctorale Dr Rudra N. Das, travaillant dans le laboratoire de Yaniv au département d’immunologie et de biologie régénérative, a découvert que les vaisseaux sanguins peuvent se développer à partir d’une source jusque-là inconnue : les vaisseaux lymphatiques. Ce troisième type a été révélé chez le poisson zèbre transgénique dont les cellules ont été marquées avec des marqueurs fluorescents nouvellement établis qui permettent le traçage.

« On savait que les vaisseaux sanguins peuvent donner naissance à des vaisseaux lymphatiques, mais nous avons montré pour la première fois que le processus inverse peut également avoir lieu au cours du développement et de la croissance normaux », explique Das. En retraçant la croissance des nageoires sur le corps d’un poisson zèbre juvénile, Das a vu que même avant la formation des os, les premières structures à émerger dans une nageoire étaient des vaisseaux lymphatiques. Certains de ces vaisseaux ont alors perdu leurs traits caractéristiques, se transformant en vaisseaux sanguins.

Cela semblait inexplicablement inutile : pourquoi les vaisseaux sanguins des nageoires n’avaient-ils pas simplement germé à partir d’un gros vaisseau sanguin à proximité ? Das et ses collègues ont fourni une explication en analysant le poisson zèbre mutant dépourvu de vaisseaux lymphatiques. Ils ont découvert que lorsque les vaisseaux lymphatiques étaient absents, les vaisseaux sanguins poussaient dans les nageoires en croissance de ces mutants en se ramifiant à partir de vaisseaux sanguins existants à proximité. Étonnamment, cependant, dans ce cas, les nageoires ont grandi anormalement, avec des os malformés et des saignements internes. Une comparaison a révélé que chez les poissons mutants, un nombre excessif de globules rouges pénétrait dans les vaisseaux sanguins nouvellement formés dans les nageoires, alors que chez les poissons ordinaires avec des vaisseaux sanguins d’origine lymphatique, cette entrée était contrôlée et restreinte.

La rareté des globules rouges a apparemment créé des conditions de faible teneur en oxygène connues pour favoriser un développement osseux bien ordonné. Chez le poisson mutant, en revanche, un excès de globules rouges perturbait ces conditions, ce qui pourrait bien expliquer les anomalies observées. En d’autres termes, seuls les vaisseaux sanguins qui avaient mûri à partir des vaisseaux lymphatiques étaient parfaitement adaptés à leur fonction spécialisée – dans ce cas, le bon développement des nageoires.

Étant donné que le poisson zèbre, contrairement aux mammifères, présente une capacité remarquable à régénérer la plupart de ses organes, Das et ses collègues ont entrepris d’explorer comment une nageoire repousserait après une blessure. Ils ont vu que tout le processus qu’ils avaient observé au cours du développement des nageoires se répétait au cours de sa régénération, à savoir que les vaisseaux lymphatiques se sont d’abord développés, et ce n’est que plus tard qu’ils se sont transformés en vaisseaux sanguins. « Cette découverte soutient l’idée que la création de vaisseaux sanguins à partir de différents types de cellules n’est pas un accident – elle répond aux besoins de l’organisme », a déclaré Das.

Les résultats de l’étude sont susceptibles d’être pertinents pour les vertébrés autres que le poisson zèbre, y compris les humains. « Dans des études antérieures, tout ce que nous avons découvert chez les poissons s’est généralement avéré également vrai pour les mammifères », déclare Yaniv.

Elle ajoute : « Sur un plan plus général, nous avons démontré un lien entre la « biographie » d’une cellule de vaisseau sanguin et sa fonction dans l’organisme adulte. Nous avons montré que l’identité d’une cellule n’est pas seulement façonnée par son lieu de « résidence », ou les types de signaux qu’il reçoit des tissus environnants, mais aussi par l’identité de ses « parents ».

L’étude pourrait ouvrir de nouvelles voies de recherche en médecine et en études du développement humain. Cela pourrait, par exemple, aider à clarifier la fonction de la vascularisation spécialisée dans le placenta humain qui permet l’établissement d’un environnement à faible teneur en oxygène pour le développement de l’embryon. Cela pourrait également contribuer à la lutte contre les maladies courantes : les crises cardiaques pourraient être plus faciles à prévenir et à traiter si nous pouvions identifier les caractéristiques particulières des vaisseaux coronaires du cœur ; de nouvelles thérapies pourraient être développées pour priver le cancer de son approvisionnement en sang si nous savons exactement comment cet approvisionnement se produit ; et savoir comment les vaisseaux sanguins du cerveau deviennent imperméables pourrait aider à administrer plus efficacement les médicaments aux tissus cérébraux. Dans une autre direction cruciale, les découvertes pourraient avoir une application dans l’ingénierie tissulaire, aidant à fournir à chaque tissu le type de vaisseau dont il a besoin.

Yaniv, dont le laboratoire est spécialisé dans l’étude du système lymphatique, se sent particulièrement justifié par le nouveau rôle que l’étude a révélé pour les vaisseaux lymphatiques : « Ils sont généralement considérés comme des cousins ​​pauvres des vaisseaux sanguins, mais c’est peut-être tout le contraire. Ils pourraient en fait prendre le pas dans de nombreux cas. »