Study on NK cells cytotoxicity toward endothelial cells

Plusieurs mécanismes peuvent réduire l’angiogenèse tumorale d’où les stratégies visant à bloquer les cellules endothéliales (CE). Les cellules tueuses naturelles (NK) (natural killer cells) stimulées, s’arment pour l’élimination des cellules « dangereuses ». Notre hypothèse est qu’en conditions pathologiques (tumeur), les CE, acteurs de l’angiogenèse tumorale seraient reconnues comme telles et candidates à l’attaque par les NK. Les interactions entre les NK et les CE sont abordées à l’aide de CE humaines in vitro, quant aux mécanismes moléculaires de l’adhésion des NK en conditions statiques et conditions de flux. Ceci montre que les NK activées par l’IL-2 reconnaissent et adhérent aux CE selon leur origine tissulaire. Ce mécanisme est indépendant des sélectines mais dépend soit des intégrines, soit des co-récepteurs similaires aux lectines de type C. La cytotoxicité des NK vis-à-vis des CE s’exerce par la voie perforine-granzyme. En outre, stimulées par l’IL-2, les NK induisent la translocation de Bid et libération du cytochrome C dans les CE cibles lesquelles expriment les récepteurs de “mort”, voie alternative d’apoptose. Ce modèle in vitro est validé avec des NK du sang humain. A visée in vivo, les expériences réalisées avec des CE murines et des NK de la rate de souris indiquent que l’efficacité des NK activées par l’IL-2 est directement reliée à leur adhésion, laquelle dépend de l’origine tissulaire des CE. Nous démontrons que l’IL-12 (interleukine connue pour inhiber l’angiogenèse tumorale) active les NK en synergie avec l’IL-2. Les NK reconnaissant et tuant les CE in vitro suggère l’hypothèse qu’in vivo elles inhibent l’angiogenèse tumorale.There are several mechanisms by which tumor angiogenesis may be reduced. They are addressed to tumor endothelial cell (EC) to block their activation and proliferation. Among the natural protection mechanisms, natural killer (NK) cells play an important role. Stimulated NK cells may eliminate potentially “dangerous” cells. Hence, we hypothesized that ECs involved in tumor angiogenesis may be recognized as “dangerous” cells and killed by NK cells. First, the adhesive interactions between NK cells and ECs were investigated. Using human in vitro cell lines, molecular mechanisms of NK cells adhesion to ECs under static and flow in vitro conditions were examined, showing that IL-2 activated NK cells were able to adhere to ECs. The molecular mechanism was shown not to be selectin - dependent but integrin and/or C type lectin like - dependent. Subsequently, cytotoxicity of NK cells toward ECs was analyzed. Its molecular mechanism was mainly perforin-granzyme dependent. NK cells were shown to induce in target ECs Bid translocation and cytochrome c releasing. To validate in vitro cellular model most of these experiments were repeated with freshly isolated human blood NK cells. The in vivo approach necessitated that adhesion and cytotoxicity were performed using murine ECs lines and freshly isolated NK cells from murine spleen. It was found that IL-12 synergizes with IL-2 to stimulate NK cells killing activity toward ECs. The demonstration that, under specific conditions stimulated NK cells are able to kill ECs in vitro allows hypothesizing that in vivo NK cells may participate in tumor angiogenesis inhibition