Rôle des plaquettes sanguines PDF

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Cours Mme Delprat...

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Rôles inflammatoires des plaquettes sanguines !

1. La plaquette comme cellule de l’immunité ! Une plaquette sanguine est une cellule complexe, qui avant considérée uniquement comme des fragments cellulaires. On pensait qu’elle était seulement impliquée dans le colmatage des brèches et la cicatrisation. Mais depuis les dernières années, on lui découvre de nouvelles fonctions. ! Elle sont issues des mégacaryocytes, qui forme des proplaquettes, puis des plaquettes dans le sang. La structure est très bien déterminée car c’est le premier élément figuré observé en MET: elles sont anuclées, ont une membrane plasmique classique (bicouche de phospholipides), un cytoplasme avec des granules (alpha noire et granule dense en blanc), mitochondries, REG et ARNm et microtubules. Globalement , elles sont comme une cellules, et possèdent les mêmes organites, à l’exception du noyau. ! Il est très difficile de travailler avec en laboratoire, car elles sont très sensibles, et s’activent très facilement, face à une multitude de stimuli. Après leur activation, elles changent de forme, passant ainsi d’une forme discoïdale à une sphère compactée avec de longues extensions dendritiques (qui facilitent l’adhérence et les fonctions homéostatiques: agrégation). Chaque étape d’activation est difficile à étudier, d’autant plus qu’elles sont quasiment irréversibles. Il faut alors faire attention à bien les garder inactiver, pour ensuite les activer volontairement. ! Fonctions: La principale activité dans le sang est l’hémostase. Elle se définie par l’ensemble des phénomènes du sang et vaisseaux sanguins prévenant pour permettant l’arrêt de l’écoulement du sang, afin de retrouver une circulation normale. Une séquence d’activation physiologique et moléculaire s’enclenche, pour éviter le saignement en cas de brèche vasculaire: on forme un caillot sanguin. ! À la surface des plaquettes, il y a des molécules comme des intégrines, gp6, une glycoprotéine ayant comme ligand le collagène qu’on retrouve dans les vaisseaux. S’il y a altération du vaisseau, on peut ainsi avoir son engagement par le collagène car il est mis à nu. Elles pourront ainsi être activées et pourront s’agréger pour colmater la brèche (mais il y a tout un panel de récepteur - ligand pour toutes les phases du processus). Une molécule essentielle est le CD40L, exposé sur les cellules endothéliales qui interagit avec les plaquettes.! Mais les plaquettes jouent un rôle dans l’inflammation, dans l’immunité innée. Elles expriment des PRR comme les TLR. Par exemple:! - TLR4: qui reconnait des fragments bactériens pour former un maillage pour encapsuler des bactéries (neutralisation), il y aussi libération de facteurs solubles de l’immunité comme des thrombocidines (destruction du pathogène). ! - CD40L/CD40: elles expriment CD40L qui peut interagir avec CD40 des neutrophiles. Ceci aboutit à des NET (neutrophile extra Cellular Trap) pour former un réseau d’ADN et d’histone, qui participe à l’immunité. Ceci permet aussi l’activation des DC, qui participent alors à l’immunité adaptative (OLS pour activer Lt). ! Il y a ainsi un impact direct avec l’immunité innée, et indirect pour l’immunité spécifique (avec la DC comme intermédiaire). !

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De plus, elles sont riches en granules, qui contiennent beaucoup de molécules solubles que l’on peut catégoriser par familles: ! - Chémokines/ Cytokines: IL-1a et IL-1ß,TNFa, CCL1 à CCL7! - GF: PDGF, TGFß, VEGF! - Molécules d’adhérences: fibronectine, fibrinogène, vitronectine, thrombosponsine ! - Autres: albumine, endostatine, MMP, CD40L! On recense environ 5000 molécules différentes en protéomique. De plus, ces protéines sont stockées dans des granules, permettant ainsi une action rapide; il suffit juste de dégranuler (pas de néo-synthèse). La libération de ces facteurs dans le sang a un réel impact dans leur rôle. La présence de microtubule est alors essentielle, sans quoi l’exocytose ne serait pas possible, et intervient aussi dans la régulation spatiale (contraction lors de l’activation). De plus, dans lysosome, on retrouve de l’élastase, essentielle pour l’interaction avec les cellules endothéliales. Il y a aussi des micro-particules dans le cytoplasme.! Les granules denses, eux, sont plutôt immunomodulateurs, avec la présence de sérotonine. ! Zoom sur la composition des plaquettes: CD40L joue un rôle majeur avec les cellules exprimant CD40: Lt, Lb (permettant la commutation isotopique, la sécrétion cytokine, la prolifération, la survie et leur activation), cellules épithéliales (sécrétion de cytosine, et activation), endothéliales (activation), fibroblastes (activation, prolifération et sécrétion de cytokines), fDC (prolifération), DC (activation, prolifération, sécrétion de cytokines).. Il peut soit être exprimé au niveau membranaire, pour faire une signalisation directe (contact cellulaire) ou sous forme soluble, pour agir à distance. ! Dans le cytoplasme elles ont des microparticules: quand elle est activée elle les libère et contiennent des TF notamment (alors qu’elle n’a pas de noyau). Ils vont interagir avec par exemple des monocytes, et jouent le rôle de TF au niveau de l’ADN de la cellule cible. Donc indirectement les TF des plaquettes sanguines jouent un rôle dans la diminution de l’inflammation des monocytes. Donc il y a modulation de l’inflammation au niveau des autres cellules, via des régulations géniques. ! De plus, la plaquette possède à sa memb rane d es récep t eurs (chémokines, cytokines…), alors qu’elle n’a pas de noyau. Ceci s’expliquer par deux sources: héritage mégacaryocytaire (depuis son génome) ou absorption des facteurs solubles du sang (≈ éponge des facteurs inflammatoires). De plus, leur durée de vie est très courte (10j), permettant d’avoir un turnover conséquent, accompagnée de la batterie de cytokines et de récepteurs. ! Zoom sur le rôle en immunologie: Les plaquettes ont un rôle avéré en immunité, notamment car leur déficit (thrombopénie) a de lourdes conséquences sur l’immunité. Les mécanismes peuvent être très diversifiés: ! • Les TLRs peuvent activer les plaquettes, qui vont en réponse activer les neutrophiles qui forment des NET (Neutrophile Extracellular Trap). Elles peuvent aussi directement se fixer aux bactéries, dont l’interaction permet la séquestration ou la destruction. ! • Il y a aussi présence de CD40L (soluble ou membranaire), pour se fixer aux cellules exprimant le récepteur CD40. ! • Elles peuvent aussi exprimer des molécules du CMH-I (uniquement quand elles sont activées), qui après activation permet d’activer les CD8+ par les interactions directes. Mais les données ne sont pas encore très claire (on ne sait pas beaucoup de chose sur la co-stimulation nécessaire pour l’activation des Lt). ! • Elles libèrent aussi des microparticules (PMP pour platelet MicroParticle) contenant des TF, des mitochondries, des cytokines (qui peuvent interagir avec les autres cellules de l’immunité), qui interviennent dans de nombreuses pathologies, ou des granules pouvant avoir un rôle immunomodulateur (sérotonine, qui joue aussi sur la perméabilité des vaisseaux) ou immunoactivateur. De plus, certaines formes d’ARNs

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peuvent être traduites par des formes non classiques du protéasome, codant pour des protéines natives comme l’IL-1ß. ! Dynamique: il y a liaison de la plaquette directement au pathogène via des PRR (TLR, NLR..) ce qui permet son activation. Elle dégranule alors son contenu cytoplasmique, permettant le recrutement des neutrophiles (RII, NET) et des lymphocytes (RIA). De plus, l’environnement plaquettaire est très inflammatoire, il y a alors un effet sur tout l’environnement, notamment les cellules endothéliales. En effet, ces dernières vont remodeler les cadhérines (jonctions d’adhérence), aboutissant à une perméabilisation du vaisseau et donc un recrutement de nouveaux effecteurs cellulaires. ! Elles ont aussi un rôle essentiel dans le quotidien, pour reconnaitre les stress cellulaires, comme les stress mécaniques, immunitaire… ! 2. Rôles inflammatoires en contexte de transfusion ! En France, suite à un don de sang, les poches de concentré plaquettaire sont gardé 7j à 22°C sous agitation. Ce processus consiste en une activation des plaquettes permettant la libération de tous les facteurs plaquettaires au cours du temps de stockage. Ainsi, quand il y a transfusion, on transfert les mais aussi tous les facteurs qui en découlent (microparticules, chémokines..). Ces derniers peuvent potentiellement activer les cellules des patients (endothéliales…). ! Parmi celles ci, on aura du CD40L, qui est la molécules clef de l’inflammation et de l’immunologie. On sait que les plaquettes l’expriment, qu’elle le sécrète (donc dans le concentré, sous forme soluble). Ici, selon les fractions, le concentré aura ou non ce CD40L. ! On s’est alors demandé si le CD40L pouvait avoir un rôle dans l’inflammation suite à une transfusion sanguine, qui est une des complications possible après avoir reçu une dose de sang (phlébite, inflammation d’une veine), on parle de sepsis (réponse inflammatoire généralisée). ! En effet, quand le nombre de plaquettes est suffisant, les barrières endothéliales semi-perméables permettent de limiter le transfert d’eau et de protéines hors des capillaires systémiques et alvéolaire (pour les protéger), elles permettent ici de stabiliser la barrière endothéliale. Or, les plaquettes activées peuvent induire ou amplifier leur perméabilité. Plusieurs mécanismes expérimentaux ont été proposé comme provocateur de l’inflammation post-transfusionnelle, comme la libération des facteurs plaquettaires. Ces derniers perturberaient la perméabilité des cellules endothéliales, leur signalisation, l’interaction avec les monocytes, induisant la fuite de liquide, de protéines et de GR. Ces agrégats de plaquettes peuvent adhérer aux vaisseaux et aux leucocytes, formant des agrégats hétérotypiques. Elles interagissent aussi avec des cellules immunitaires comme les macrophages et DC, pour réguler les multiples fonctions du système immunitaire. Elles influencent aussi la différenciation des Lt et Lb. ! Ces réponses ne sont pas majeures, car généralement les transfusions se passent bien. Mais dans ces cas, les réponses peuvent être très sévères (détresse respiratoire, car inflammation des poumons des altération de l’épithélium alvéolaire). On remarque en général, précocement des chute de la température, et des désorganisations tissulaires. Si on bloque CD40L, les réponses seront bien moins fortes. ! Étude sur CD40L: On a comparé l’inflammation de patients ayant reçu une transfusion «& fraiche& » de ceux ayant eu du concentré plus vieux (donc plus riche en CD40L). Dans ce cas, les patients avec un concentré riche en CD40L possédaient des taux élevé d’IL-6 (cytokines pro-inflammatoire, activatrice de Lt) et une réponse inflammatoire plus élevée. Le processus n’est évidemment pas binaire, il y a certain concentré pauvre en CD40L qui induisent de grosses réactions (mais c’est la tendance), ce qui démontre que CD40L n’est pas la seule a intervenir dans la réponse. Il faut alors considérer que le produit plaquettaire n’est pas le seul élément déterminant, et qu’il y a une susceptibilité génétique (environnement du receveur). ! Plus tard, a été démontré l’impact de l’IL-27, OX40L ou les mitochondries. !

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3. Rôles inflammatoires en contexte d’infection ! On considère les plaquettes comme des senseurs aux micro-organismes: virus, bactéries (S. Aureus) pour ensuite activer les DC, neutrophiles ou macrophages. Via leur PRR membranaires ou endosomaux, elles reconnaissent des PAMPs ou DAMPs (ARN, ADN, ATP, Hsp…) directement ou indirectement (complément ou anticorps). Cette implication a été démontrée car les plaquettes activées exposent significativement plus de TLR que les formes inactivées. ! La thrombopénie, ou déplétion de plaquettes est un élément pouvant être associé au sepsis. Ceci peut s’expliquer par l’altération de la production plaquettaire (biogenèse) ou dégradation des plaquettes (interaction). Les plaquettes semblent être une cible thérapeutique intéressante pour réguler les réponses inflammatoires (et thrombotiques) au cours des sepsis (anticorps..). ! Les plaquettes activées déclenchent la formation de NET par les neutrophiles (mort par NETose). Ces filets extracellulaires séquestrent les bactéries dans les vaisseaux et les alvéoles. Cependant, la formation de NET (histones, élastases, enzyme..) contribue aux syndromes de lésions inflammatoires ainsi qu’à la thromboembolie veineuse. ! De plus, si on travaille sur les plaquettes sanguines d’un même patient, mais qu’on expose deux types de LPS (très peu de différence), on remarque une réponse différente. Ainsi, la réponse plaquettaire sera dépendante du contexte infectieux, auquel elle peut répondre finement. ! Conclusion: Il faut considérer les plaquettes dans tous les processus immunologiques: direct via des pathogènes, indirecte via les DC, neutrophiles.. et cellules endothéliales (via la libération des facteurs solubles qui favorisent l’intégrité de la barrière endothéliale), GR.. ! Les plaquettes sont très sensibles au stress: infectieux, non infectieux et continuum entre la réponse hémostatique et immunitaire, action dans différents contexte. !

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