La rétinopathie du prématuré

Rôle de l’acide trans arachidonique dans la dégénérescence des micro-vaisseaux de la rétine

Hypercapnia- and trans-arachidonic acid-induced retinal microvascular degeneration: implications in the genesis of retinopathy of prematurity

¹ Départements de pédiatrie, d’ophtalmologie et de pharmacologie, Centre de recherche, CHU Sainte-Justine, Montréal, Québec, H3T 1C5 Canada
² Département de biochimie, Université de Montréal, Montréal, Québec, H3C 3J7, Canada
³ Department of Pharmacology and Therapeutics, McGill University, Montréal, Québec, H3G 1Y6 Canada
⁴ Inserm, Unité 598, Institut biomédical des Cordeliers, 75006 Paris, France

^* sylvain.chemtob@umontreal.ca

Résumé

L’exposition à des concentrations élevées d’oxygène est une cause majeure de la rétinopathie du prématuré ; elle est caractérisée par une dégénérescence des micro-vaisseaux et par une ischémie rétinienne suivie d’une angiogenèse anarchique pré-rétinienne. Cependant, des données cliniques et expérimentales suggèrent que des concentrations élevées de dioxyde de carbone joueraient un rôle important dans cette pathologie. L’hyperoxie et l’hypercapnie sont associées au déclenchement d’un stress azoté qui favorise la nitration de l’acide arachidonique qui se transforme en acide trans-arachidonique. À son tour l’acide trans-arachidonique peut lui-même causer une dégénérescence micro-vasculaire dans la rétine par suite de l’induction de l’expression du facteur anti-angiogénique thrombospondine-1. Ces effets nouvellement décrits du stress azoté menant à des dommages micro-vasculaires et impliquant l’acide trans-arachidonique ouvrent peut-être de nouvelles avenues pour le traitement des affections liées au stress azoté comme les rétinopathies (autant celles des prématurés que des diabétiques) et les encéphalopathies ischémiques.

Abstract

High oxygen tension is a major factor in the genesis of retinopathy of prematurity (ROP). However, clinical and experimental evidence also suggest a significant role for high levels of carbon dioxide (CO2). Hypercapnia is a facilitator of nitration in vitro, and nitrative stress is known to have an important role in microvascular degeneration leading to ischemia in conditions such as ROP. We hereby present evidence that prolonged exposure to CO2 impairs developmental retinal neovascularisation through a mechanism involving increased endothelial nitric oxide synthase and induction of a nitrative stress ; effects of hypercapnia are independent of its hyperaemic effects. Moreover, in a model of oxygen-induced retinopathy, we demonstrate that an in vivo nitrativestress associated with retinal vasoobliteration results in nitration of cis-arachidonic acids into trans-arachidonic acids (TAAs). TAAs act in turn as mediators of nitrative stress by causing microvascular degeneration by inducing expression of the anti-angiogenic factor thrombospondin- 1. These recent findings establish a previously unexplored means by which hypercapnia hinders efficient neovascularisation and provide new insight into the molecular mechanisms of nitrative stress on microvascular injury involving TAA, therefore opening new therapeutic avenues in the management of nitrative stress disorders such as in ischemic retinopathies (of prematurity and of diabetes) and encephalopathies.