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BMP9 (Bone Morphogenetic Protein-9)/Alk1 (Activin-Like Kinase Receptor Type I) Signaling Prevents Hyperglycemia-Induced Vascular Permeability.
Akla, Naoufal; Viallard, Claire; Popovic, Natalija; Lora Gil, Cindy; Sapieha, Przemyslaw; Larrivée, Bruno.
Afiliação
  • Akla N; From the Department of Biochemistry (N.A., P.S.).
  • Viallard C; University of Montreal, Quebec, Canada; and Maisonneuve-Rosemont Hospital Research Center, Montreal, Quebec, Canada (N.A., C.V., N.P., C.L.G., P.S., B.L.).
  • Popovic N; Department of Molecular Biology (C.V., B.L.).
  • Lora Gil C; University of Montreal, Quebec, Canada; and Maisonneuve-Rosemont Hospital Research Center, Montreal, Quebec, Canada (N.A., C.V., N.P., C.L.G., P.S., B.L.).
  • Sapieha P; Department of Biomedical Sciences (N.P., C.L.G., B.L.).
  • Larrivée B; University of Montreal, Quebec, Canada; and Maisonneuve-Rosemont Hospital Research Center, Montreal, Quebec, Canada (N.A., C.V., N.P., C.L.G., P.S., B.L.).
Arterioscler Thromb Vasc Biol ; 38(8): 1821-1836, 2018 08.
Article em En | MEDLINE | ID: mdl-29880487
ABSTRACT
Objective- Diabetic macular edema is a major cause of visual impairment. It is caused by blood-retinal barrier breakdown that leads to vascular hyperpermeability. Current therapeutic approaches consist of retinal photocoagulation or targeting VEGF (vascular endothelial growth factor) to limit vascular leakage. However, long-term intravitreal use of anti-VEGFs is associated with potential safety issues, and the identification of alternative regulators of vascular permeability may provide safer therapeutic options. The vascular specific BMP (bone morphogenetic protein) receptor ALK1 (activin-like kinase receptor type I) and its circulating ligand BMP9 have been shown to be potent vascular quiescence factors, but their role in the context of microvascular permeability associated with hyperglycemia has not been evaluated. Approach and Results- We investigated Alk1 signaling in hyperglycemic endothelial cells and assessed whether BMP9/Alk1 signaling could modulate vascular permeability. We show that high glucose concentrations impair Alk1 signaling, both in cultured endothelial cells and in a streptozotocin model of mouse diabetes mellitus. We observed that Alk1 signaling participates in the maintenance of vascular barrier function, as Alk1 haploinsufficiency worsens the vascular leakage observed in diabetic mice. Conversely, sustained delivery of BMP9 by adenoviral vectors significantly decreased the loss of retinal barrier function in diabetic mice. Mechanistically, we demonstrate that Alk1 signaling prevents VEGF-induced phosphorylation of VE-cadherin and induces the expression of occludin, thus strengthening vascular barrier functions. Conclusions- From these data, we suggest that by preventing retinal vascular permeability, BMP9 could serve as a novel therapeutic agent for diabetic macular edema.
Assuntos
Receptores de Activinas Tipo II/metabolismo; Receptores de Ativinas Tipo I/metabolismo; Permeabilidade Capilar/efeitos dos fármacos; Diabetes Mellitus Experimental/terapia; Retinopatia Diabética/prevenção & controle; Células Endoteliais/efeitos dos fármacos; Terapia Genética/métodos; Fatores de Diferenciação de Crescimento; Hiperglicemia/terapia; Edema Macular/prevenção & controle; Receptores de Ativinas Tipo I/deficiência; Receptores de Ativinas Tipo I/genética; Receptores de Activinas Tipo II/genética; Animais; Glicemia/metabolismo; Linhagem Celular; Diabetes Mellitus Experimental/induzido quimicamente; Diabetes Mellitus Experimental/genética; Diabetes Mellitus Experimental/metabolismo; Retinopatia Diabética/induzido quimicamente; Retinopatia Diabética/genética; Retinopatia Diabética/metabolismo; Células Endoteliais/metabolismo; Fator 2 de Diferenciação de Crescimento; Fatores de Diferenciação de Crescimento/biossíntese; Fatores de Diferenciação de Crescimento/genética; Fatores de Diferenciação de Crescimento/farmacologia; Haploinsuficiência; Células Endoteliais da Veia Umbilical Humana/efeitos dos fármacos; Células Endoteliais da Veia Umbilical Humana/metabolismo; Humanos; Hiperglicemia/induzido quimicamente; Hiperglicemia/genética; Hiperglicemia/metabolismo; Edema Macular/induzido quimicamente; Edema Macular/genética; Edema Macular/metabolismo; Masculino; Camundongos Endogâmicos C57BL; Camundongos Knockout; Transdução de Sinais/efeitos dos fármacos; Proteínas Smad/metabolismo; Estreptozocina; Fator A de Crescimento do Endotélio Vascular/metabolismo; Receptor 2 de Fatores de Crescimento do Endotélio Vascular/metabolismo
Palavras-chave

Texto completo: 1 Coleções: 01-internacional Base de dados: MEDLINE Assunto principal: Permeabilidade Capilar / Terapia Genética / Edema Macular / Receptores de Ativinas Tipo I / Receptores de Activinas Tipo II / Células Endoteliais / Diabetes Mellitus Experimental / Retinopatia Diabética / Fatores de Diferenciação de Crescimento / Hiperglicemia Tipo de estudo: Prognostic_studies Idioma: En Revista: Arterioscler Thromb Vasc Biol Assunto da revista: ANGIOLOGIA Ano de publicação: 2018 Tipo de documento: Article

Texto completo: 1 Coleções: 01-internacional Base de dados: MEDLINE Assunto principal: Permeabilidade Capilar / Terapia Genética / Edema Macular / Receptores de Ativinas Tipo I / Receptores de Activinas Tipo II / Células Endoteliais / Diabetes Mellitus Experimental / Retinopatia Diabética / Fatores de Diferenciação de Crescimento / Hiperglicemia Tipo de estudo: Prognostic_studies Idioma: En Revista: Arterioscler Thromb Vasc Biol Assunto da revista: ANGIOLOGIA Ano de publicação: 2018 Tipo de documento: Article