Differential display fingerprints: new approach to characterize smooth muscle cells and human coronary atherectomy tissues

Aim of the studySmooth muscle cells build up the normal media and stabilize atherosclerotic lesions whereas an inflammatory component is determinant for unstable angina. Smooth muscle cells, currently identified by α-actin, present a phenotypic heterogeneity and α-actin can be reduced in pathology. We tried to characterize vascular cell types, particularly smooth muscle cells, and coronary atherosclerotic tissues, by random genes expression fingerprints.Materials and methodsExpression fingerprints (cDNA electrophoresis) were performed by differential display reverse transcriptase–polymerase chain reaction. Variability of fingerprints was studied for a panel of arterial muscle cell phenotypes and comparisons were made with fingerprints from other cell types (endothelial cells and macrophages). The technique was then applied to human coronary atherectomy samples compared to control human arterial (mammary) smooth muscle.ResultsArterial smooth muscle cells fingerprints were overall similar whatever the cell phenotype (native contractile, dedifferentiated in culture or epithelioid). Moreover, with two primer pairs, the muscular fingerprints markedly differed from the endothelial and the monocytic fingerprints. Application of differential display to coronary atherectomy samples was feasible. Interestingly, the pathological tissues exhibited either smooth muscle-like or smooth muscle-divergent fingerprints.ConclusionsSmooth muscle cells and inflammatory cells exhibited distinct differential display fingerprint patterns. Thus, a simple expression profile of arbitrary genes provides a molecular bar code tool (pattern signature) useful to characterize vascular cell cultures or tissues. The present work proposes a method to analyze coronary atherectomy samples which estimates their whole quality, muscular versus non muscular (inflammatory), this is of interest for clinical research.

RésuméBut de l'étudeLes cellules musculaires lisses constituent la média artérielle normale et stabilisent les lésions d'athérosclérose alors qu'un composant inflammatoire est déterminant dans l'angor instable. Les cellules musculaires lisses, couramment identifiées par l'α-actine, présentent une hétérogénéité phénotypique et l'α-actine peut être réduite en pathologie. Nous avons cherché à caractériser des types cellulaires vasculaires, en particulier musculaires, et des tissus athéroscléreux coronaires, par des profils d'expression d'ensembles arbitraires de gènes.MéthodesDes empreintes géniques (électrophorèses d'ADNc) ont été obtenues par differential display reverse transcription–polymerase chain reaction. La variabilité des profils a été étudiée pour divers phénotypes de cellules musculaires lisses par comparaison à des cellules endothéliales et des macrophages. La technique a ensuite été testée sur échantillons d'athérectomies coronaires humaines comparés à des médias d'artères (mammaires) contrôles.RésultatsLes empreintes de cellules musculaires étaient globalement similaires quel que soit le phénotype (natif contractile, dédifférencié en culture ou épithélioïde). De plus, avec deux paires d'amorces, les profils musculaires étaient différents de profils endothéliaux ou monocytiques. Le differential display a pu être appliqué aux échantillons d'athérectomies coronaires, les profils obtenus étaient soit similaires soit divergents de ceux de muscles lisses.ConclusionsLes cellules musculaires et inflammatoires peuvent générer des empreintes distinctes. Un simple profil d'expression de gènes arbitraires procure un code-barres moléculaire (empreinte signature) utile pour typer des cultures de cellules ou tissus. Ce travail propose une méthode d'analyse d'échantillons d'athérectomies coronaires qui estime leur qualité d'ensemble, musculaire ou non typiquement musculaire (inflammatoire), ce qui présente un intérêt en recherche clinique.