ARTICLE
Thèse soutenue pour l'obtention du doctorat de l'Université
Louis-Pasteur de Strasbourg.
Spécialité : Génie biologique et pharmacologique,
Strasbourg, le 17 février 1999.
Mention très honorable avec félicitations du jury.
Dans la cellule « au repos », les
phospholipides constitutifs de la membrane plasmique sont répartis
de manière asymétrique entre les deux feuillets. La phosphatidylsérine
(PhtdSer) est presque entièrement séquestrée dans
le feuillet cytoplasmique. Lors d'un remaniement membranaire, consécutif
à des stimulations procoagulantes ou pro-inflammatoires ou au
déclenchement d'un processus apoptotique, la PhtdSer est exposée
à la surface de la cellule. Une surcharge transitoire du feuillet
externe peut alors conduire à l'émission de microparticules
(MP) capables de catalyser les réactions de la coagulation du
sang. Elles peuvent également être émises par des
cellules en apoptose et présentent à leur surface les
marqueurs antigéniques de la cellule dont elles sont issues.
Nous avons mis au point un système de capture des MP membranaires
sur microplaque couplé à un système de détection
spécifique de la présence de PhtdSer [1]. Le système
a ensuite été modifié dans le but de déterminer
l'origine cellulaire de ces MP. Une corrélation claire a été
établie entre le taux d'apoptose cellulaire et la quantité
de MP détectées in vitro [2]. Nous avons ensuite
étudié la possibilité de détecter les MP
circulantes et recherché leur signification in vivo.
Nous avons mis en évidence des taux
élevés de MP circulantes chez certains sujets infectés
par le virus de l'immunodéficience humaine (VIH), condition clinique
où l'apoptose est supposée jouer un rôle fondamental.
La possibilité d'utiliser le taux de MP circulantes en tant que
paramètre biologique servant de marqueur précoce de l'apoptose
in vivo peut être envisagée à la suite de cette
étude [2]. La deuxième étude s'est attachée
à évaluer le degré d'apoptose induite in vivo
par la caryolysine dans un modèle murin. Il y a effectivement bien
association entre l'augmentation du taux de MP circulantes et celle du
degré d'apoptose [3]. Ces deux études font l'objet de la
première partie de ce travail qui, d'une part, valide le système
de capture/détection des MP et, d'autre part, précise la
signification physiopathologique de la vésiculation membranaire
dans les états dégénératifs associés
à un excès de mortalité cellulaire par apoptose.
La deuxième partie de cette thèse s'appuie sur deux
autres études dont le but était de déterminer la
signification physiopathologique de la vésiculation membranaire
dans des états préthrombotiques. Dans l'athérosclérose,
nous avons montré la présence de MP libérées
par des cellules en apoptose au sein de la plaque d'athérome. Ces
MP sont porteuses d'un fort potentiel thrombogène. Leur libération
dans la circulation sanguine lors de la rupture de la plaque pourrait
de ce fait avoir des conséquences majeures dans le déclenchement
de thromboses [4]. L'hémoglobinurie paroxystique nocturne (HPN)
est une autre maladie où la thrombose est une complication fréquente.
Des taux élevés de MP circulantes d'origine plaquettaire
ont été détectés [5].
Enfin, la troisième partie constitue
une approche plus fondamentale, consacrée à l'étude
de la possibilité de régulation de l'apoptose en agissant
sur la vésiculation membranaire. L'annexine V est capable de retarder
l'apoptose de cellules humaines T CEM en culture. Ces résultats
suggèrent qu'une contrainte externe sur la membrane plasmique de
la cellule serait capable de moduler le déroulement d'un programme
de mort cellulaire par apoptose tout en limitant la dissémination
d'antigènes membranaires particuliers par l'intermédiaire
des MP puisque l'émission de ces dernières est inhibée
[6].
La vésiculation membranaire
est impliquée dans un grand nombre de mécanismes physiopathologiques.
L'étude des causes et des conséquences de la libération
de MP par les cellules stimulées ou apoptotiques et celle des mécanismes
impliqués dans la vésiculation membranaire sont donc d'un
intérêt certain.
REFERENCES
Publications associées à la thèse
:
1. Freyssinet JM, Hugel B, Donié F, Lill H, Boehringer Mannheim
GmbH. Method for the determination of the prethrombotic state and apoptosis.
International patent, WO/96/03655A1 (International publication date
: 8 February 1996).
2. Aupeix K*, Hugel B*, Martin T, Bischoff P, Lill H, Pasquali JL,
Freyssinet JM. The significance of shed membrane particles during programmed
cell death in vitro, and in vivo, in HIV-1 infection. J
Clin Invest 1997 ; 99 : 1546-54.
* The first two authors contributed equally to this work.
3. Hugel B, Weltin D, Holl V, Marchal J, Dufour P, Freyssinet JM, Bischoff
P. Assessment of apoptosis occuring in spleen cells from nitrogen mustard-treated
or gamma-irradiated mice. Anticancer Res 1998 ; 18 : 3289-94.
4. Mallat Z, Hugel B, Ohan J, Lesèche G, Freyssinet JM, Tedgui
A. Shed membrane microparticles with procoagulant potential in human
atherosclerotic plaques. A role for apoptosis in plaque thrombogenicity.
Circulation 1999 ; 99 : 348-53.
5. Hugel B, Socié G, Vu T, Toti F, Gluckman E, Freyssinet JM,
Scrobohaci ML. Elevated levels of circulating procoagulant microparticles
in patients with paroxysmal nocturnal hemoglobinuria and aplastic anemia.
Blood 1999 ; 93 : 3451-6.
6. Gidon-Jeangirard C, Hugel B, Toti F, Laplanche JL, Meyer D, Freyssinet
JM. Annexin V delays apoptosis while exerting an external constraint preventing
the release of CD4+ and PrPc+ membrane particles
in a human T lymphocyte model. J Immunol 1999 ; 162 : 5712-8.
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