Étude de la calcification de la valve aortique par isolement et culture de lymphocytes T à l’aide de cellules nourricières de Buffy Coat irradié

La maladie valvulaire aortique calcifique (MCDA) est l’un des troubles valvulaires cardiaques les plus courants, avec un impact important sur les soins de santé. La fréquence du remplacement valvulaire aortique au cours des dernières années a considérablement augmenté et devrait encore augmenter, en raison de la croissance de la population ^âgée1.

La physiopathologie sous-jacente de la MCDA n’est que partiellement connue et les stratégies thérapeutiques actuelles se limitent à des mesures conservatrices ou à un remplacement valvulaire aortique, que ce soit par des procédures chirurgicales ou percutanées. À ce jour, aucun traitement médical efficace ne peut entraver ou inverser la progression de la MCDA et une mortalité élevée est associée à l’apparition précoce des symptômes, à moins qu’un remplacement valvulaire aortique (AVR) ne soit ^effectué2. Chez les patients présentant une sténose aortique symptomatique sévère, la survie sans symptôme à 3 ans a été rapportée aussi faible que 20%³. Le remplacement valvulaire aortique transcathéter (RVAC) représente une nouvelle option, révolutionnant le traitement des patients à haut risque, en particulier chez les personnes âgées, et a considérablement réduit la mortalité, qui était intrinsèquement élevée dans cette ^{population4,5,6}. Malgré les résultats prometteurs du RVAC, d’autres recherches sont nécessaires pour comprendre la physiopathologie de la MCDA afin d’identifier de nouvelles cibles thérapeutiques ^{précoces7,8,9}.

Auparavant considéré comme un processus passif et dégénératif, le CAVD est maintenant reconnu comme une maladie progressive active, caractérisée par un changement de phénotype ostéoblastique des cellules interstitielles de la valve ^aortique10. Cette maladie implique une minéralisation progressive, des changements fibrocalciques et une motilité réduite des folioles valvulaires aortiques (sclérose), ce qui obstrue finalement le flux sanguin conduisant à un rétrécissement (sténose) de l’ouverture de la valve ^aortique11.

L’inflammation est considérée comme un processus clé dans la physiopathologie de la MCDA, similaire au processus d’athérosclérose vasculaire. Les lésions endothéliales permettent le dépôt et l’accumulation d’espèces lipidiques, en particulier de lipoprotéines oxydées dans la valve ^aortique12. Ces lipoprotéines oxydées provoquent une réponse inflammatoire, car elles sont cytotoxiques, l’activité inflammatoire conduisant à la minéralisation. Le rôle de l’immunité innée et adaptative dans le développement de la MCDA et la progression de la maladie a récemment été ^souligné13. L’activation et l’expansion clonale de sous-ensembles spécifiques de lymphocytes T mémoire ont été documentées chez des patients atteints de MCDA et de feuillets valvulaires aortiques minéralisés, de sorte que les processus inflammatoires sont supposés être impliqués au moins dans le développement de la MCDA et probablement aussi dans la progression de la ^maladie14. En fait, bien que les cellules présentatrices d’antigènes et les macrophages soient présents à la fois dans la valve saine et malade, la présence de lymphocytes T indique une valve aortique âgée et malade. Cet infiltrat lymphocytaire ainsi qu’une augmentation de la néovascularisation et de la métaplasie sont des signes histologiques caractéristiques de ^CAVD15.

Nous émettons l’hypothèse de l’existence d’une interaction entre les cellules interstitielles de la valve aortique et l’activation du système immunitaire, ce qui déclenche potentiellement l’initiation d’un processus inflammatoire chronique dans la valve aortique. Le dosage des lymphocytes T à partir du tissu valvulaire aortique sténotique pourrait être un moyen efficace de clarifier leur rôle dans le développement de la calcification, car il peut fournir une représentation proche des cellules valvulaires aortiques in vivo. Dans les travaux actuels, en utilisant du tissu valvulaire aortique, nous isolons les lymphocytes T, les cultivons et les clonons, puis les caractérisons à l’aide du tri cellulaire activé par fluorescence (FACS). Des échantillons frais de valve aortique ont été excisés chez des patients atteints de MCDA qui ont reçu un remplacement valvulaire chirurgical pour une sténose aortique sévère. Après l’excision chirurgicale, l’échantillon de valve fraîche a été disséqué en petits morceaux et les cellules T ont été cultivées, clonées puis analysées à l’aide de la cytométrie en flux. La procédure de coloration est simple et les tubes colorés peuvent être fixés à l’aide de 0,5% de paraformaldéhyde et analysés jusqu’à 15 jours plus tard. Les données générées par le panneau de coloration peuvent être utilisées pour suivre les changements dans la distribution des lymphocytes T au fil du temps par rapport à l’intervention et pourraient facilement être développées pour évaluer les états d’activation de sous-ensembles spécifiques de lymphocytes T d’intérêt.

L’extraction de tissus calcifiés, l’isolement des leucocytes à partir de tissus calcifiés et en particulier l’utilisation de la cytométrie en flux sur ce type de tissu peuvent être difficiles, en raison de problèmes tels que l’autofluorescence. Il existe peu de publications contenant des protocoles à cette fin spécifique16,17,18. Nous présentons ici un protocole conçu spécifiquement pour l’isolement direct et la culture de lymphocytes T à partir d’échantillons de valves aortiques humaines. L’expansion clonale des lymphocytes est une caractéristique de l’immunité adaptative. L’étude de ce processus in vitro fournit des informations perspicaces sur le niveau d’hétérogénéité des ^{lymphocytes19}. Après une période d’incubation de trois semaines, les clones de lymphocytes T sont prêts à être explantés, car une quantité suffisante de lymphocytes T de chaque clone a été obtenue, afin de permettre l’étude phénotypique et fonctionnelle. Par la suite, le phénotype des clones T est étudié par cytofluorométrie.

Ce protocole immunologique est une adaptation d’une méthode précédemment développée par Amedei et al. pour l’isolement et la caractérisation des lymphocytes T à partir de tissus humains, spécialement conçue pour les tissus humains calcifiés, comme dans CAVD20,21,22. Le protocole ici pour l’isolement des PBMC (cellules mononucléaires du sang périphérique) à l’aide d’une couche bouffante irradiée décrit un moyen efficace d’obtenir des cellules nourricières (FC), spécifiquement ajustées pour la phase de clonage des lymphocytes T isolés des cellules interstitielles valvulaires. La couche nourricière est constituée de cellules arrêtées par la croissance, qui sont encore viables et bioactives. Le rôle des cellules nourricières est important pour soutenir la survie in vitro et la croissance des lymphocytes T isolés des cellules interstitielles ^{valvulaires23}. Afin d’éviter la prolifération des cellules nourricières en culture, ces cellules doivent subir un arrêt de croissance. Cela peut être réalisé de deux manières: par des méthodes physiques telles que l’irradiation, ou par un traitement avec des produits chimiques cytotoxiques, tels que la mitomycine C (MMC), un antibiotique antitumoral qui peut être appliqué directement à la surface de la ^culture24. Ici, nous montrons l’arrêt de la croissance des cellules nourricières réalisé par irradiation cellulaire.

Cette méthode présente un moyen efficace et rentable d’isoler et de caractériser les lymphocytes T du tissu valvulaire aortique, contribuant ainsi à élargir le spectre des méthodes immunologiques pour explorer la physiopathologie de la MCDA.