Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et...

130
Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS [email protected]

Transcript of Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et...

Page 1: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

Matrice Extracellulaire (MEC)et Vieillissement

JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698,

Hôpital Bichat, PARIS

[email protected]

Page 2: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Page 3: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Page 4: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Matrice extracellulaire (MEC) et vieillissement : résumé

Les macromolécules de la MEC sont : les collagènes, les protéoglycannes, les glycoprotéines de structure et l’élastine.

Le renouvellement des molécules de la MEC, collagènes et élastine en particulier, est très lent.

Les molécules de la MEC s’altèrent avec l’âge (formation des AGEs, fixation de lipides et calcium, …)

Page 5: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

MEC - Aorte

Lames élastiques

Page 6: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

MEC - Cartilage élastique

Page 7: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

MEC - Peau

Page 8: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

MEC - Cartilage

Page 9: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

MEC - Os

Page 10: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Matrice extracellulaire (MEC)

Collagènes

Protéoglycannes

Glycoprotéines de structure

Elastine

Page 11: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Matrice extracellulaire - Aorte

Cellules endothéliales

Cellules musculaires lisses

Fibres élastiques(lames élastiques)

Fibres de collagènesFibroblastes

Intima

Média

Adventice

FNPG PG PG

FN FN FN

FNPG

PGPG

FN FN FN

FNPG PG PG

FN FN FN

FNPG

PGFN FN FN

FNPG PG PG

FN FN FN

Page 12: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Matrice extracellulaire Collagènes : 27 types de collagène

Collagènes fibrillaires(ex : 2 chaînes α1(I) + 1 chaîne α2(I) =>Triple hélice => fibrilles => fibres)

Collagènes non fibrillaires (FACITS)

Propriété : Résistance mécanique

Page 13: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Collagènes – Triple Hélice

Bateman et al, in Extracellular Matrix, Harwood academic publishers, 1996, 22.

Page 14: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Collagènes -Synthèse

Page 15: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Collagènes - Pontage

Bailey AJ, Mech Ageing Dev, 2001, 122, 735.

Page 16: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Collagènes - Pontage

Bailey AJ, Mech Ageing Dev, 2001, 122, 735.

Page 17: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Collagènes

Bateman et al, in Extracellular Matrix, Harwood academic publishers, 1996, 22.

Page 18: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

MEC - Peau

Page 19: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

MEC - Os

Page 20: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Matrice extracellulaire Protéoglycannes (PG) : protéines

porteuses + glycosaminoglycannes (GAG) Hyaluronane, CS, DS, KS, HS/Héparine Aggrécanne, Versicanne, Biglycanne,

Décorine, …

Propriétés : Hydratation, limite la diffusion + crinopexie (TGF-β, FGF)

Page 21: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Protéoglycannes

Aggrécanne(CS, KS)

Versicanne(CS/DS)

Domaine interglobulaire

Boucle de type Ig

« PG Tandem Repeat »

Domaine central

Domaine de type EGF

Domaine lectine

Domaine de type « Complement Regulatory Protein »

G1(liaison AH) G2 G3

Page 22: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Protéoglycannes

Décorine(CS ou DS)

Biglycane(CS ou DS)

CD 44(AH receptor)

« PG Tandem Repeat »

Domaine central

Domaine transmembranaire

Page 23: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Glycosaminoglycannes

Ratcliffe A and Mow VC, in Extracellular Matrix, Harwood academic publishers, 1996, 234.

Page 24: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Glycosaminoglycannes

Ratcliffe A and Mow VC, in Extracellular Matrix, Harwood academic publishers, 1996, 234.

SO3-

CO2-

SO3-

CO2-

Page 25: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

PG – Agrégats

Ratcliffe A and Mow VC, in Extracellular Matrix, Harwood academic publishers, 1996, 234.

Page 26: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

MEC - Cartilage

Page 27: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Matrice extracellulaire Glycoprotéines de structure (GPS) :

Fibronectines (2 x 220 kDa) Laminines (400 kDa, 215 kDa, 185 kDa) Entactine/nidogène (150 kDa) Tenascines Trombospondines (3 x 145 kDa)

Propriété : Interactions cellules-MEC

Page 28: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Membrane basale glomérulaire

Gunwar S and Hudson BG, in Extracellular Matrix. A practical approach, IRL Press, Oxford, 1995, 99.

Comper WD et al, in Extracellular Matrix, Harwood academic publishers, 1996, 410.

Page 29: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Matrice extracellulaire Elastine

Propriété :Elasticité

Page 30: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Fibres élastiques

Composant majeur des artères (40%) et des veines (15%)

Page 31: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Fibres élastiques

Elastine (90%) et glycoprotéines de structure microfibrillaires (Fibrillines 1 et 2, MAGP, …)

Kielty CM et al, J Cell Sci, 2002, 115, 2817.

Page 32: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Elastine et fibrillines

Parenchyme pulmonaire

Peau

Cartilage élastique

Ligament suspenseur du cristallin (fibrillines seules)

Page 33: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Aortede rat

Page 34: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Fibrilline – Elastine

Kielty CM et al, J Cell Sci, 2002, 115, 2817.

Page 35: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Syndrome de Marfan - Aorte

Depairon M et Lapière CM, dans Les maladies de la paroi artérielle, Flammarion, 1987, 483.

Page 36: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Syndrome de Marfan - Peau

Depairon M et Lapière CM, dans Les maladies de la paroi artérielle,Flammarion, 1987, 483.

Page 37: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Elastine-Synthèse

JACOB MP, M/S, 2003, 19, 395.

Page 38: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Synthèse MEC- Aorterat LOU

0

0.4

0.8

1.2

1j 6s 18s 2 ans

Fibuline-5

$$$ $$$$$$

Tropoélastine

$$$

0

5

10

15

20

25

1j 6s 18s 2 ans*** ***

Collagène de type 1

0123456

1j 6s 18s 2 ans

******

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1j 6s 18s 2 ans

Fibrilline-1$$$

******

0

0.5

1

1.5

2

1j 6s 18s 2 ans

Fibrilline-2

$$$*** ***

0

0.4

0.8

1.2

1j 6s 18s 2 ans

Fibuline-5

$$$ $$$$$$

Tropoélastine

$$$

0

5

10

15

20

25

1j 6s 18s 2 ans*** ***

Tropoélastine

$$$

0

5

10

15

20

25

1j 6s 18s 2 ans*** ***0

5

10

15

20

25

1j 6s 18s 2 ans*** ***

Collagène de type 1

0123456

1j 6s 18s 2 ans

******

Collagène de type 1

0123456

1j 6s 18s 2 ans

******

0123456

1j 6s 18s 2 ans

******

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1j 6s 18s 2 ans

Fibrilline-1$$$

******

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1j 6s 18s 2 ans

Fibrilline-1$$$

******

0

0.5

1

1.5

2

1j 6s 18s 2 ans

Fibrilline-2

$$$*** ***0

0.5

1

1.5

2

1j 6s 18s 2 ans

Fibrilline-2

$$$*** ***

Page 39: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

PG

FNFN

PG

FNFN

PG

PG PG

FNFN

FN

PG PG

FNFN

PGFN

FN

PG

FNFN

FN

PG PG

FNFN

FN

PG

FNFN

FN

PG PG

FNFN

FN

PG

FNFN

FN

FN

PG PG

FNFN

PGFN

FN

PG

FNFN

FN

PG PG

FNFN

FN

PG

FNFN

FN

PG PG

FNFN

FN

PG

FNFN

FN

FN

PG-LDL

LDL

Monocyte

CaCa Ca Ca

Ca Ca Ca Ca

CaCa Ca Ca

CaCa Ca

CaCa Ca Ca

Ca Ca Ca Ca

CaCa Ca Ca

CaCa

Ca Ca

CaCa Ca Ca

CaCa Ca

CaCa Ca Ca

Ca Ca Ca Ca

CaCa Ca Ca

CaCa

Ca Ca

Anévrisme Vieillissement- Hypertension Athérosclérose

Macrophage

lipides

lipides

lipides

lipides

lipides

lipides

lipides

lipides

Fibrine

lipides

lipides

Page 40: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Aorte de rat - Vieillissement6 months 12 months 24 months 30 months ANOVA

Water content, %

63.3 + 7.8 65.2 + 5.4 65.6 + 4.0 66.0 + 3.3 NS

SDS-soluble proteins, ng/mg dry weight

296 + 30 305 + 39 328 + 55 348 + 55 P < 0.01

Calcium bound to soluble proteins, ng/mg

2.15 + 0.41 2.17 + 0.34 2.50 + 0.26 2.82 + 0.55 P < 0.002

Collagen, % dry weight

46.5 + 3.9 49.5 + 4.3 51.7 + 5.5 53.7 + 5.6 P < 0.01

Elastin, % dry weight

36 + 2 33 + 4 30 + 4 27 + 3 P < 0.001

Calcium bound to elastin, ng/mg

0.31 + 0.14 0.31 + 0.1 0.25 + 0.10 0.37 + 0.22 P < 0.01

Michel JB et al, Am J Physiol, 1994, 267, R124.

Page 41: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Aorte de rat - Vieillissement6 months 12 months 24 months 30 months ANOVA

Water content, %

63.3 + 7.8 65.2 + 5.4 65.6 + 4.0 66.0 + 3.3 NS

SDS-soluble proteins, ng/mg dry weight

296 + 30 305 + 39 328 + 55 348 + 55 P < 0.01

Calcium bound to soluble proteins, ng/mg

2.15 + 0.41 2.17 + 0.34 2.50 + 0.26 2.82 + 0.55 P < 0.002

Collagen, % dry weight

46.5 + 3.9 49.5 + 4.3 51.7 + 5.5 53.7 + 5.6 P < 0.01

Elastin, % dry weight

36 + 2 33 + 4 30 + 4 27 + 3 P < 0.001

Calcium bound to elastin, ng/mg

0.31 + 0.14 0.31 + 0.1 0.25 + 0.10 0.37 + 0.22 P < 0.01

Michel JB et al, Am J Physiol, 1994, 267, R124.

Page 42: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Aorte de rat - Vieillissement

Bailey AJ, Mech Ageing Dev, 2001, 122, 735.

Page 43: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Aorte de rat - Vieillissement

Ruderman NB et al, FASEB J, 1992, 6, 2905.

Page 44: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Aorte de rat - Vieillissement

Bailey AJ, Mech Ageing Dev, 2001, 122, 735.

Page 45: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Aorte de rat - Vieillissement6 months 12 months 24 months 30 months ANOVA

Water content, %

63.3 + 7.8 65.2 + 5.4 65.6 + 4.0 66.0 + 3.3 NS

SDS-soluble proteins, ng/mg dry weight

296 + 30 305 + 39 328 + 55 348 + 55 P < 0.01

Calcium bound to soluble proteins, ng/mg

2.15 + 0.41 2.17 + 0.34 2.50 + 0.26 2.82 + 0.55 P < 0.002

Collagen, % dry weight

46.5 + 3.9 49.5 + 4.3 51.7 + 5.5 53.7 + 5.6 P < 0.01

Elastin, % dry weight

36 + 2 33 + 4 30 + 4 27 + 3 P < 0.001

Calcium bound to elastin, ng/mg

0.31 + 0.14 0.31 + 0.1 0.25 + 0.10 0.37 + 0.22 P < 0.01

Michel JB et al, Am J Physiol, 1994, 267, R124.

Page 46: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Pression artérielle et vieillissement

Page 47: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Pathologies et vieillissement Hypertension Diabète Urémie Athérosclérose Anévrisme

Page 48: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

PG

FNFN

PG

FNFN

PG

PG PG

FNFN

FN

PG PG

FNFN

PGFN

FN

PG

FNFN

FN

PG PG

FNFN

FN

PG

FNFN

FN

PG PG

FNFN

FN

PG

FNFN

FN

FN

PG PG

FNFN

PGFN

FN

PG

FNFN

FN

PG PG

FNFN

FN

PG

FNFN

FN

PG PG

FNFN

FN

PG

FNFN

FN

FN

PG-LDL

LDL

Monocyte

CaCa Ca Ca

Ca Ca Ca Ca

CaCa Ca Ca

CaCa Ca

CaCa Ca Ca

Ca Ca Ca Ca

CaCa Ca Ca

CaCa

Ca Ca

CaCa Ca Ca

CaCa Ca

CaCa Ca Ca

Ca Ca Ca Ca

CaCa Ca Ca

CaCa

Ca Ca

Anévrisme Vieillissement- Hypertension Athérosclérose

Macrophage

lipides

lipides

lipides

lipides

lipides

lipides

lipides

lipides

Fibrine

lipides

lipides

Page 49: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Remodelage de la MEC

PGGPS Collagènes ELASTINE,Fibrillines, ...

TropoélastineSYNTHESE

élastase leucocyte

MMPs

Pro-MMPs

α1-ATTIMPs

DEGRADATION

Page 51: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Aorte de rat –

Vieillissement

Li Z, …, Lakatta EG.Hypertension, 1999, 33, 116.

Page 52: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Athérosclérose

Wight TN, in Extracellular Matrix, Harwood academic publishers, 1996, 175.

Page 53: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Aorte humaine - Athérosclérose

Leclercq A et al, Atherosclerosis, 2007, 191, 1.

Page 54: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Aorte humaine - Athérosclérose Aorte normale 1.3% de lipides

Plaques d’athérome 37.4 % de lipides (stade III) dont 60-70% sont des esters de cholestérol

62.6 % de protéines dont 25% ne sont pas solubilisables par l’élastase 10% protéines, 3% lipides,

65% calcium

Page 55: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Protéases dans différents organes

Hu J et al, Nature Rev Drug Discovery, 2007, 6, 480.

Page 56: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Protéases dans différents organes

Hu J et al, Nature Rev Drug Discovery, 2007, 6, 480.

Page 57: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Glomérule rénal

Comper WD et al,in Extracellular Matrix, Harwood academic publishers, 1996, 410.

Page 58: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Membrane basale glomérulaire

Comper WD et al, in Extracellular Matrix, Harwood academic publishers, 1996, 410.

Page 59: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Membrane basale glomérulaire

Gunwar S and Hudson BG, in Extracellular Matrix. A practical approach, IRL Press, Oxford, 1995, 99.

Comper WD et al, in Extracellular Matrix, Harwood academic publishers, 1996, 410.

Page 60: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Membrane basale glomérulaire - Vieillissement Macromolécules de la MBG :

Collagène de type IV Laminine Nidogène/entactine PS-HS (Perlécanne)

Avec l’âge, pas de modifications dans l’aspect général du rein mais épaississement de la MBG (// diabète)

Page 61: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Membrane basale glomérulaire - Vieillissement

3 mois 10 mois 20 mois 30 mois

Poids corporel, g 169 + 4.8 199 + 4.6* 221 + 4.3* 193 + 7.9*

Poids des reins, g 1.25 + 0.01 1.33 + 0.03 1.53 + 0.06* 1.90 + 0.11*

Poids MBG, mg/g poids frais cortex rénal

1.60 + 0.08 2.32 + 0.22 4.90 + 0.19* 6.55 + 0.48*

Poids corporel, poids des reins, poids de la MBG (rats WAG/Rij, femelles)

Schaeverbeke J, J Soc Biol, 1995, 189, 955.

Page 62: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Membrane basale glomérulaire - Vieillissement

3 mois 10 mois 20 mois 30 mois

Epaisseur de la MBG, nm

201 + 2.9 282 + 9.1* 453 + 19.6* 540 + 19.2*

Nombre de granules par unité de longeur, /µm

47.7 + 1.7 61.1 + 2.5* 97.1 + 5.3* 87.3 + 3.6*

Nombre de granules par unité de surface, /µm2

237 + 8.0 216.5 + 6.5* 213.7 + 7.9* 161.6 + 6.8*

Epaisseur de la MBG, densité des sites anioniques (PEI) (rats WAG/Rij, femelles)

Schaeverbeke J, J Soc Biol, 1995, 189, 955.

Page 63: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Membrane basale glomérulaire - Vieillissement

3 mois 10 mois 20 mois 30 mois

OH-Pro(µg/mg protéines)

71.3 + 6.1 86.5 + 4.7 92.0 + 6.2* 90.7 + 3.4*

Acides uroniques(µg/mg protéines)

9.9 + 0.6 6.9 + 0.5 5.4 + 1.0* 5.4 + 0.5*

Sulfates(µg/mg protéines)

10.8 + 1.0 11.8 + 0.7 12.2 + 0.9 10.3 + 1.1

OH-Pro/ Acides uroniques

9.1 + 0.7 12.8 + 1.0* 18.9 + 2.6* 17.2 + 1.0*

Sulfates/Acides uroniques

1.5 + 0.2 1.8 + 0.1 2.4 + 0.6 1.9 + 0.2

Composition de la membrane basale glomérulaire

Schaeverbeke J, J Soc Biol, 1995, 189, 955.

Page 64: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Membrane basale glomérulaire - Vieillissement

3 mois 10 mois 20 mois 30 mois

Rat nourri 1.33 + 0.13 1.30 + 0.07 1.45 + 0.11 2.40 + 0.27**

Rat à jeun 0.98 + 0.10 0.99 + 0.05 1.05 + 0.06 1.40 + 0.13**

Protéinurie (mg/24h/100g poids corporel)

Schaeverbeke J, J Soc Biol, 1995, 189, 955.

Page 65: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Conclusions

La fonctionnalité des tissus est déterminée par :

Les quantités -relatives- des différents composants de la MEC (collagènes, GPS, PG, fibres élastiques),

La qualité de chacun de ses composants,

L’organisation tridimensionnelle de ses constituants.

Page 66: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

Matrice Extracellulaire (MEC)et Vieillissement

JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698,

Hôpital Bichat, PARIS

[email protected]

Page 67: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Page 68: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Page 69: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

4

JACOB MP – Janvier 2011

Matrice extracellulaire (MEC) et vieillissement : résumé

Les macromolécules de la MEC sont : les collagènes, les protéoglycannes, les glycoprotéines de structure et l’élastine.

Le renouvellement des molécules de la MEC, collagènes et élastine en particulier, est très lent.

Les molécules de la MEC s’altèrent avec l’âge (formation des AGEs, fixation de lipides et calcium, …)

Page 70: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

MEC - Aorte

Lames élastiques

Page 71: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

MEC - Cartilage élastique

Page 72: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

MEC - Peau

Page 73: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

MEC - Cartilage

Page 74: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

MEC - Os

Page 75: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

10

JACOB MP – Janvier 2011

Matrice extracellulaire (MEC)

Collagènes

Protéoglycannes

Glycoprotéines de structure

Elastine

Page 76: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

11

JACOB MP – Janvier 2011

Matrice extracellulaire - Aorte

Cellules endothéliales

Cellules musculaires lisses

Fibres élastiques(lames élastiques)

Fibres de collagènesFibroblastes

Intima

Média

Adventice

FNPG PG PG

FN FN FN

FNPG

PGPG

FN FN FN

FNPG PG PG

FN FN FN

FNPG

PGFN FN FN

FNPG PG PG

FN FN FN

Page 77: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Matrice extracellulaire Collagènes : 27 types de collagène

Collagènes fibrillaires(ex : 2 chaînes α1(I) + 1 chaîne α2(I) =>Triple hélice => fibrilles => fibres)

Collagènes non fibrillaires (FACITS)

Propriété : Résistance mécanique

Page 78: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

13

JACOB MP – Janvier 2011

Collagènes – Triple Hélice

Bateman et al, in Extracellular Matrix, Harwood academic publishers, 1996, 22.

Page 79: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

14

JACOB MP – Janvier 2011

Collagènes -Synthèse

Page 80: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

15

JACOB MP – Janvier 2011

Collagènes - Pontage

Bailey AJ, Mech Ageing Dev, 2001, 122, 735.

Page 81: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Collagènes - Pontage

Bailey AJ, Mech Ageing Dev, 2001, 122, 735.

Page 82: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

17

JACOB MP – Janvier 2011

Collagènes

Bateman et al, in Extracellular Matrix, Harwood academic publishers, 1996, 22.

Page 83: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

MEC - Peau

Page 84: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

MEC - Os

Page 85: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Matrice extracellulaire Protéoglycannes (PG) : protéines

porteuses + glycosaminoglycannes (GAG) Hyaluronane, CS, DS, KS, HS/Héparine Aggrécanne, Versicanne, Biglycanne,

Décorine, …

Propriétés : Hydratation, limite la diffusion + crinopexie (TGF-β, FGF)

Page 86: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Protéoglycannes

Aggrécanne(CS, KS)

Versicanne(CS/DS)

Domaine interglobulaire

Boucle de type Ig

« PG Tandem Repeat »

Domaine central

Domaine de type EGF

Domaine lectine

Domaine de type « Complement Regulatory Protein »

G1(liaison AH) G2 G3

Page 87: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Protéoglycannes

Décorine(CS ou DS)

Biglycane(CS ou DS)

CD 44(AH receptor)

« PG Tandem Repeat »

Domaine central

Domaine transmembranaire

Page 88: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Glycosaminoglycannes

Ratcliffe A and Mow VC, in Extracellular Matrix, Harwood academic publishers, 1996, 234.

Page 89: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Glycosaminoglycannes

Ratcliffe A and Mow VC, in Extracellular Matrix, Harwood academic publishers, 1996, 234.

SO3-

CO2-

SO3-

CO2-

Page 90: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

PG – Agrégats

Ratcliffe A and Mow VC, in Extracellular Matrix, Harwood academic publishers, 1996, 234.

Page 91: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

MEC - Cartilage

Page 92: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Matrice extracellulaire Glycoprotéines de structure (GPS) :

Fibronectines (2 x 220 kDa) Laminines (400 kDa, 215 kDa, 185 kDa) Entactine/nidogène (150 kDa) Tenascines Trombospondines (3 x 145 kDa)

Propriété : Interactions cellules-MEC

Page 93: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Membrane basale glomérulaire

Gunwar S and Hudson BG, in Extracellular Matrix. A practical approach, IRL Press, Oxford, 1995, 99.

Comper WD et al, in Extracellular Matrix, Harwood academic publishers, 1996, 410.

Page 94: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

29

JACOB MP – Janvier 2011

Matrice extracellulaire Elastine

Propriété :Elasticité

Page 95: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Fibres élastiques

Composant majeur des artères (40%) et des veines (15%)

Page 96: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Fibres élastiques

Elastine (90%) et glycoprotéines de structure microfibrillaires (Fibrillines 1 et 2, MAGP, …)

Kielty CM et al, J Cell Sci, 2002, 115, 2817.

Page 97: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Elastine et fibrillines

Parenchyme pulmonaire

Peau

Cartilage élastique

Ligament suspenseur du cristallin (fibrillines seules)

Page 98: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Aortede rat

Page 99: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Fibrilline – Elastine

Kielty CM et al, J Cell Sci, 2002, 115, 2817.

Page 100: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Syndrome de Marfan - Aorte

Depairon M et Lapière CM, dans Les maladies de la paroi artérielle, Flammarion, 1987, 483.

Page 101: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Syndrome de Marfan - Peau

Depairon M et Lapière CM, dans Les maladies de la paroi artérielle,Flammarion, 1987, 483.

Page 102: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Elastine-Synthèse

JACOB MP, M/S, 2003, 19, 395.

Page 103: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Synthèse MEC- Aorterat LOU

0

0.4

0.8

1.2

1j 6s 18s 2 ans

Fibuline-5

$$$ $$$$$$

Tropoélastine

$$$

0

5

10

15

20

25

1j 6s 18s 2 ans*** ***

Collagène de type 1

0123456

1j 6s 18s 2 ans

******

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1j 6s 18s 2 ans

Fibrilline-1$$$

******

0

0.5

1

1.5

2

1j 6s 18s 2 ans

Fibrilline-2

$$$*** ***

0

0.4

0.8

1.2

1j 6s 18s 2 ans

Fibuline-5

$$$ $$$$$$

Tropoélastine

$$$

0

5

10

15

20

25

1j 6s 18s 2 ans*** ***

Tropoélastine

$$$

0

5

10

15

20

25

1j 6s 18s 2 ans*** ***0

5

10

15

20

25

1j 6s 18s 2 ans*** ***

Collagène de type 1

0123456

1j 6s 18s 2 ans

******

Collagène de type 1

0123456

1j 6s 18s 2 ans

******

0123456

1j 6s 18s 2 ans

******

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1j 6s 18s 2 ans

Fibrilline-1$$$

******

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1j 6s 18s 2 ans

Fibrilline-1$$$

******

0

0.5

1

1.5

2

1j 6s 18s 2 ans

Fibrilline-2

$$$*** ***0

0.5

1

1.5

2

1j 6s 18s 2 ans

Fibrilline-2

$$$*** ***

Page 104: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

39

JACOB MP – Janvier 2011

PG

FNFN

PG

FNFN

PG

PG PG

FNFN

FN

PG PG

FNFN

PGFN

FN

PG

FNFN

FN

PG PG

FNFN

FN

PG

FNFN

FN

PG PG

FNFN

FN

PG

FNFN

FN

FN

PG PG

FNFN

PGFN

FN

PG

FNFN

FN

PG PG

FNFN

FN

PG

FNFN

FN

PG PG

FNFN

FN

PG

FNFN

FN

FN

PG-LDL

LDL

Monocyte

CaCa Ca Ca

Ca Ca Ca Ca

CaCa Ca Ca

CaCa Ca

CaCa Ca Ca

Ca Ca Ca Ca

CaCa Ca Ca

CaCa

Ca Ca

CaCa Ca Ca

CaCa Ca

CaCa Ca Ca

Ca Ca Ca Ca

CaCa Ca Ca

CaCa

Ca Ca

Anévrisme Vieillissement- Hypertension Athérosclérose

Macrophage

lipides

lipides

lipides

lipides

lipides

lipides

lipides

lipides

Fibrine

lipides

lipides

Page 105: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Aorte de rat - Vieillissement6 months 12 months 24 months 30 months ANOVA

Water content, %

63.3 + 7.8 65.2 + 5.4 65.6 + 4.0 66.0 + 3.3 NS

SDS-soluble proteins, ng/mg dry weight

296 + 30 305 + 39 328 + 55 348 + 55 P < 0.01

Calcium bound to soluble proteins, ng/mg

2.15 + 0.41 2.17 + 0.34 2.50 + 0.26 2.82 + 0.55 P < 0.002

Collagen, % dry weight

46.5 + 3.9 49.5 + 4.3 51.7 + 5.5 53.7 + 5.6 P < 0.01

Elastin, % dry weight

36 + 2 33 + 4 30 + 4 27 + 3 P < 0.001

Calcium bound to elastin, ng/mg

0.31 + 0.14 0.31 + 0.1 0.25 + 0.10 0.37 + 0.22 P < 0.01

Michel JB et al, Am J Physiol, 1994, 267, R124.

Page 106: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Aorte de rat - Vieillissement6 months 12 months 24 months 30 months ANOVA

Water content, %

63.3 + 7.8 65.2 + 5.4 65.6 + 4.0 66.0 + 3.3 NS

SDS-soluble proteins, ng/mg dry weight

296 + 30 305 + 39 328 + 55 348 + 55 P < 0.01

Calcium bound to soluble proteins, ng/mg

2.15 + 0.41 2.17 + 0.34 2.50 + 0.26 2.82 + 0.55 P < 0.002

Collagen, % dry weight

46.5 + 3.9 49.5 + 4.3 51.7 + 5.5 53.7 + 5.6 P < 0.01

Elastin, % dry weight

36 + 2 33 + 4 30 + 4 27 + 3 P < 0.001

Calcium bound to elastin, ng/mg

0.31 + 0.14 0.31 + 0.1 0.25 + 0.10 0.37 + 0.22 P < 0.01

Michel JB et al, Am J Physiol, 1994, 267, R124.

Page 107: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Aorte de rat - Vieillissement

Bailey AJ, Mech Ageing Dev, 2001, 122, 735.

Page 108: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Aorte de rat - Vieillissement

Ruderman NB et al, FASEB J, 1992, 6, 2905.

Page 109: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Aorte de rat - Vieillissement

Bailey AJ, Mech Ageing Dev, 2001, 122, 735.

Page 110: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Aorte de rat - Vieillissement6 months 12 months 24 months 30 months ANOVA

Water content, %

63.3 + 7.8 65.2 + 5.4 65.6 + 4.0 66.0 + 3.3 NS

SDS-soluble proteins, ng/mg dry weight

296 + 30 305 + 39 328 + 55 348 + 55 P < 0.01

Calcium bound to soluble proteins, ng/mg

2.15 + 0.41 2.17 + 0.34 2.50 + 0.26 2.82 + 0.55 P < 0.002

Collagen, % dry weight

46.5 + 3.9 49.5 + 4.3 51.7 + 5.5 53.7 + 5.6 P < 0.01

Elastin, % dry weight

36 + 2 33 + 4 30 + 4 27 + 3 P < 0.001

Calcium bound to elastin, ng/mg

0.31 + 0.14 0.31 + 0.1 0.25 + 0.10 0.37 + 0.22 P < 0.01

Michel JB et al, Am J Physiol, 1994, 267, R124.

Page 111: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Pression artérielle et vieillissement

Page 112: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Pathologies et vieillissement Hypertension Diabète Urémie Athérosclérose Anévrisme

Page 113: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

48

JACOB MP – Janvier 2011

PG

FNFN

PG

FNFN

PG

PG PG

FNFN

FN

PG PG

FNFN

PGFN

FN

PG

FNFN

FN

PG PG

FNFN

FN

PG

FNFN

FN

PG PG

FNFN

FN

PG

FNFN

FN

FN

PG PG

FNFN

PGFN

FN

PG

FNFN

FN

PG PG

FNFN

FN

PG

FNFN

FN

PG PG

FNFN

FN

PG

FNFN

FN

FN

PG-LDL

LDL

Monocyte

CaCa Ca Ca

Ca Ca Ca Ca

CaCa Ca Ca

CaCa Ca

CaCa Ca Ca

Ca Ca Ca Ca

CaCa Ca Ca

CaCa

Ca Ca

CaCa Ca Ca

CaCa Ca

CaCa Ca Ca

Ca Ca Ca Ca

CaCa Ca Ca

CaCa

Ca Ca

Anévrisme Vieillissement- Hypertension Athérosclérose

Macrophage

lipides

lipides

lipides

lipides

lipides

lipides

lipides

lipides

Fibrine

lipides

lipides

Page 114: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

49

JACOB MP – Janvier 2011

Remodelage de la MEC

PGGPS Collagènes ELASTINE,Fibrillines, ...

TropoélastineSYNTHESE

élastase leucocyte

MMPs

Pro-MMPs

α1-ATTIMPs

DEGRADATION

Page 115: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

50

JACOB MP – Janvier 2011

Aorte de rat - Vieillissement6 month-old

30 month-old

Li Z, …, Lakatta EG.Hypertension, 1999, 33, 116.

Page 116: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

51

JACOB MP – Janvier 2011

Aorte de rat –

Vieillissement

Li Z, …, Lakatta EG.Hypertension, 1999, 33, 116.

Page 117: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Athérosclérose

Wight TN, in Extracellular Matrix, Harwood academic publishers, 1996, 175.

Page 118: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Aorte humaine - Athérosclérose

Leclercq A et al, Atherosclerosis, 2007, 191, 1.

Page 119: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Aorte humaine - Athérosclérose Aorte normale 1.3% de lipides

Plaques d’athérome 37.4 % de lipides (stade III) dont 60-70% sont des esters de cholestérol

62.6 % de protéines dont 25% ne sont pas solubilisables par l’élastase 10% protéines, 3% lipides,

65% calcium

Page 120: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Protéases dans différents organes

Hu J et al, Nature Rev Drug Discovery, 2007, 6, 480.

Page 121: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Protéases dans différents organes

Hu J et al, Nature Rev Drug Discovery, 2007, 6, 480.

Page 122: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Glomérule rénal

Comper WD et al,in Extracellular Matrix, Harwood academic publishers, 1996, 410.

Page 123: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Membrane basale glomérulaire

Comper WD et al, in Extracellular Matrix, Harwood academic publishers, 1996, 410.

Page 124: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Membrane basale glomérulaire

Gunwar S and Hudson BG, in Extracellular Matrix. A practical approach, IRL Press, Oxford, 1995, 99.

Comper WD et al, in Extracellular Matrix, Harwood academic publishers, 1996, 410.

Page 125: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Membrane basale glomérulaire - Vieillissement Macromolécules de la MBG :

Collagène de type IV Laminine Nidogène/entactine PS-HS (Perlécanne)

Avec l’âge, pas de modifications dans l’aspect général du rein mais épaississement de la MBG (// diabète)

Page 126: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Membrane basale glomérulaire - Vieillissement

3 mois 10 mois 20 mois 30 mois

Poids corporel, g 169 + 4.8 199 + 4.6* 221 + 4.3* 193 + 7.9*

Poids des reins, g 1.25 + 0.01 1.33 + 0.03 1.53 + 0.06* 1.90 + 0.11*

Poids MBG, mg/g poids frais cortex rénal

1.60 + 0.08 2.32 + 0.22 4.90 + 0.19* 6.55 + 0.48*

Poids corporel, poids des reins, poids de la MBG (rats WAG/Rij, femelles)

Schaeverbeke J, J Soc Biol, 1995, 189, 955.

Page 127: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Membrane basale glomérulaire - Vieillissement

3 mois 10 mois 20 mois 30 mois

Epaisseur de la MBG, nm

201 + 2.9 282 + 9.1* 453 + 19.6* 540 + 19.2*

Nombre de granules par unité de longeur, /µm

47.7 + 1.7 61.1 + 2.5* 97.1 + 5.3* 87.3 + 3.6*

Nombre de granules par unité de surface, /µm2

237 + 8.0 216.5 + 6.5* 213.7 + 7.9* 161.6 + 6.8*

Epaisseur de la MBG, densité des sites anioniques (PEI) (rats WAG/Rij, femelles)

Schaeverbeke J, J Soc Biol, 1995, 189, 955.

Page 128: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Membrane basale glomérulaire - Vieillissement

3 mois 10 mois 20 mois 30 mois

OH-Pro(µg/mg protéines)

71.3 + 6.1 86.5 + 4.7 92.0 + 6.2* 90.7 + 3.4*

Acides uroniques(µg/mg protéines)

9.9 + 0.6 6.9 + 0.5 5.4 + 1.0* 5.4 + 0.5*

Sulfates(µg/mg protéines)

10.8 + 1.0 11.8 + 0.7 12.2 + 0.9 10.3 + 1.1

OH-Pro/ Acides uroniques

9.1 + 0.7 12.8 + 1.0* 18.9 + 2.6* 17.2 + 1.0*

Sulfates/Acides uroniques

1.5 + 0.2 1.8 + 0.1 2.4 + 0.6 1.9 + 0.2

Composition de la membrane basale glomérulaire

Schaeverbeke J, J Soc Biol, 1995, 189, 955.

Page 129: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Membrane basale glomérulaire - Vieillissement

3 mois 10 mois 20 mois 30 mois

Rat nourri 1.33 + 0.13 1.30 + 0.07 1.45 + 0.11 2.40 + 0.27**

Rat à jeun 0.98 + 0.10 0.99 + 0.05 1.05 + 0.06 1.40 + 0.13**

Protéinurie (mg/24h/100g poids corporel)

Schaeverbeke J, J Soc Biol, 1995, 189, 955.

Page 130: Vieillissement de la Matrice Extracellulaire (MEC) · Matrice Extracellulaire (MEC) et Vieillissement JACOB Marie Paule, Unité de Recherche INSERM U698, Hôpital Bichat, PARIS marie-paule.jacob-lenet@inserm.fr

JACOB MP – Janvier 2011

Conclusions

La fonctionnalité des tissus est déterminée par :

Les quantités -relatives- des différents composants de la MEC (collagènes, GPS, PG, fibres élastiques),

La qualité de chacun de ses composants,

L’organisation tridimensionnelle de ses constituants.