Acidic preconditioning improves the proangiogenic responses of endothelial colony forming cells
Résumé
Objective
Acidosis is present in several pathological conditions where vasculogenesis takes place including ischemia, tumor growth and wound healing. We have previously demonstrated that acidosis induces human CD34? cell apoptosis. Considering that endothelial colony forming cells (ECFC) are a subpopulation of CD34? cells and key players in vasculogenesis, in the present study we investigated the effect of acidosis on the survival and functionality of ECFC.
Approach and Results
Endothelial colony-forming cells obtained by differentiation of human cord blood CD34? cells in endothelial growth medium-2 for 14-21 days were exposed at pH 7.4, 7.0 or 6.6. We found that acidosis failed to induce ECFC apoptosis and, although an early reduction in proliferation, chemotaxis, wound healing and capillary-like tubule formation was observed, once the medium pH was restored to 7.4, ECFC proliferation and tubulogenesis were augmented. Stromal cell derived factor-1 (SDF1)-driven migration and chemokine receptor type 4 surface expression were also increased. The maximal proangio-genic effect exerted by acidic preconditioning was observed after 6 h at pH 6.6. Furthermore, preconditioned ECFC showed an increased ability to promote tissue revascularization in a murine model of hind limb ischemia. Immunoblotting assays showed that acidosis activated AKT and ERK1/2 and inhibited p38 pathways. Proliferation rises triggered by acidic preconditioning were no longer observed after AKT or ERK1/2 inhibition, whereas p38 suppression not only mimicked but also potentiated the effect of acidosis on ECFC tubule formation abilities.
Conclusions
These results demonstrate that acidic pre-conditioning greatly increases ECFC-mediated angiogene-sis in vitro including ECFC proliferation, tubulogenesis and SDF1-driven chemotaxis and is a positive regulator of microvessel formation in vivo.
Objectif
L'acidose est présente dans différentes conditions pathologiques entraînant une vasculogenèse, notamment l'ischémie, la croissance tumorale et la cicatrisation des plaies. Nous avons précédemment démontré que l’acidose induisait le l'apoptose des cellules humaine CD34+. Considérant que les ECFCs sont une sous-population des cellules CD34+ les cellules et les acteurs clés de la vasculogenèse, nous avons donc étudié l’effet de l’acidose sur la survie et la fonctionnalité des ECFCs.
Approche et résultats
Les ECFCs obtenues par différenciation des cellules CD34+ isolées du sang de cordon humain, dans le milieu de croissance endothélial-2 pendant 14-21 jours ont été exposées à des pH successifs de 7,4, 7,0 ou 6,6. Nous avons constaté que l’acidose n’induisait pas l’apoptose des ECFCs et, bien qu’une réduction précoce de la prolifération, du chimiotactisme, de la cicatrisation des plaies et de la formation de tubes ressemblant à des capillaires ait été observé, dès que le pH moyen était rétabli à 7,4, la prolifération et la tubulogenèse des ECFCs augmentaient. La migration induite par le SDF1 et l'expression en surface des récepteurs de chimiokines de type 4 dérivées des cellules stromales ont également augmenté. L'effet pro-angiogénique maximal exercé par le préconditionnement acide des cellules a été observé après 6 h à pH 6,6. PAr ailleurs les ECFC prétraitées présentent une capacité accrue à promouvoir la revascularisation tissulaire dans un modèle murin d'ischémie des membres postérieurs. Les tests d'immunoempreinte ont montré que l'acidose activait AKT et ERK1 / 2 et inhibait les voies p38. Les augmentations de prolifération déclenchées par le préconditionnement acide ne sont plus observées après l'inhibition de l'AKT ou de l'ERK1 / 2, alors que la suppression de p38 non seulement imite, mais potentialise également l'effet de l'acidose sur les capacités de formation de tubules ECFC.
Conclusions
Ces résultats démontrent que le préconditionnement acide augmente considérablement les capacités angiogéniques des ECFCs in vitro, y compris leur prolifération, la tubulogenèse et la chimiotaxie induite par le SDF1, et constitue un régulateur positif de la formation de micro-vaisseaux in vivo.
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