Rôles des phosphoinositides 3-kinases (PI3Ks) α et β de classe IA dans les processus de l'activation plaquettaire et de la thrombose

par Pierre-Alexandre Laurent

Thèse de doctorat en Physiopathologie

Sous la direction de Marie-Pierre Gratacap et de Bernard Payrastre.

Soutenue le 30-09-2015

à Toulouse 3 , dans le cadre de École Doctorale Biologie Santé Biotechnologies (Toulouse) .


  • Résumé

    Les plaquettes jouent un rôle majeur dans l'hémostase mais également dans les maladies cardiovasculaires qui représentent une des principales causes de mortalité dans les pays industrialisés. Au cours de l'activation plaquettaire, les phosphoinositides 3-kinases (PI3Ks) de classe I génèrent des seconds messagers lipidiques (D3-phosphoinositides) participant activement à la transmission des signaux en aval des principaux récepteurs plaquettaires. Comme l'inhibition de la PI3Kbeta protège des thromboses occlusives sans augmenter le risque de saignement, cette kinase a été proposée comme nouvelle cible antithrombotique. Toutefois, le rôle de la PI3Kbeta dans des modèles de thrombose in vivo et ex vivo, dans des conditions de forces de cisaillement élevées, restait mal documenté au début de ma thèse. Le rôle de la PI3Kalpha?était également mal connu bien que l'utilisation d'inhibiteurs peu spécifiques suggérait son implication en aval du récepteur GPVI. L'objectif de ma thèse a été d'étudier le rôle de la PI3Kbeta dans la formation du thrombus in vivo et ex vivo, et de caractériser la fonction de la PI3Kalpha plaquettaire. Grâce à des souris présentant une invalidation de la PI3Kbeta ou alpha spécifiquement dans la lignée mégacaryocytaire, j'ai montré que la PI3Kbeta plaquettaire jouait un rôle essentiel dans la stabilité du thrombus dans des conditions de forces de cisaillement élevées. Son inhibition affecte l'activation d'Akt et empêche l'inhibition de son effecteur GSK3 au sein même du thrombus. De façon intéressante, l'inhibition de GSK3 restaure la stabilité du thrombus. Ainsi, la PI3Kbeta joue un rôle critique dans le maintien de l'intégrité du thrombus exposé à des forces de cisaillement élevées et cet effet ne peut être compensé par la PI3Kalpha. D'autre part, l'absence de la PI3Kalpha plaquettaire se traduit par un défaut d'agrégation et d'activation d'Akt lors d'une stimulation de faible intensité de GPVI. In vivo, le thrombus formé par les plaquettes invalidées pour la PI3Kalpha consécutivement à une lésion superficielle des artères, est de plus petite taille que chez les souris sauvages. En condition de flux ex vivo, il est noté un retard de formation du thrombus sur les fibres de collagène suggérant l'implication de la PI3Kalpha dans la phase d'adhésion des plaquettes à la matrice. En effet, des études d'adhésion en flux sur une matrice de facteur de von Willebrand (vWF) montrent que la PI3Kalpha est essentielle pour l'adhésion stable des plaquettes à cette matrice via la signalisation outside-in de l'intégrine alphaIIbbeta3. En conclusion, mes travaux de thèse mettent à jour un rôle spécifique des PI3Ks alpha et beta de classe I dans les plaquettes. La PI3Kbeta? est cruciale dans la régulation de la croissance et de la stabilité du thrombus dans des conditions de forces de cisaillement élevées, tandis que la PI3Kalpha?est requise dans la phase initiale d'adhésion des plaquettes sur une matrice de vWF. Ce travail apporte des nouvelles données qui seront utiles notamment dans le contexte du développement d'inhibiteurs sélectifs de PI3Ks en thérapie anticancéreuse et antithrombotique.

  • Titre traduit

    Roles of class IA PI3Ks alpha and beta in platelet activation and thrombosis


  • Résumé

    Platelets play a major role in cardiovascular diseases which is one principal cause of worldwide death. Class I phosphoinositide 3-kinases (PI3Ks) are important signaling enzymes in the process of blood platelet activation, producing lipid second messengers (D3-phosphoinositides) that are actively involved downstream of major platelet receptors. PI3Kbeta has been proposed as a potential drug target to treat arterial thrombosis. Indeed, inhibition of this lipid kinase leads to protection against occlusive thrombosis without bleeding risk. Nevertheless, nothing is known regarding the role of this kinase in vivo and ex vivo during growth, stabilization, and resistance upon elevation of shear rate. One study, using pharmacological inhibitors, has suggested that both PI3Kalpha and beta are required, in a non redundant way, for full platelet activation through collagen receptor GPVI, but the role of PI3Kalpha still remains elusive in platelets. The aim of my thesis was to study the role of PI3Kbeta during thrombus formation in vivo and ex vivo, and to characterize the role of PI3Kalpha in platelets. For that, I used pharmacological approach and mice with selective deletion of PI3Kbeta?or?PI3Kalpha in the megakaryocyte lineage (PF4-Cre/p110betaflox/flox and PF4-Cre/p110alphaflox/flox). I showed that PI3Kbeta is essential for thrombus growth and stability at high shear rates. Within the growing platelet thrombus, PI3Kbeta inactivation impairs the activating phosphorylations of Akt and the inhibitory phosphorylation of GSK3. In line with these data, pharmacological inhibition of GSK3 restores thrombus stability. Thus, platelet PI3Kbeta has a critical role in maintaining the integrity of the formed thrombus upon elevation of shear rate. In this condition, I showed that PI3Kbeta absence cannot be compensated by PI3Kalpha. In vitro, PI3Kalpha depletion in platelets leads to a light defect of aggregation and Akt activation in response to CRP showing implication of PI3Kalpha downstream GPVI. I observed that, in vivo, thrombi formed by PI3Kalpha depleted platelets after superficial lesion of mesenteric arterial are smaller, and ex vivo, thrombus formation under flow conditions on collagen matrix is delayed. Furthermore, perfusion of these platelets on von Willebrand factor matrix (vWF) shows that PI3Kalpha is required for stable adhesion of platelets through "outside in" signaling. Altogether, these results show an involvement of PI3Kalpha in the course of early step of platelet adhesion. In conclusion, my thesis work highlights an isoform specific role of PI3Ks in platelets. PI3Kbeta is crucial in the regulation of thrombus growth and stability at a high shear rate and PI3Kalpha is required in initial stages of platelet adhesion. Since class I PI3Ks selective inhibitors are under development as cancer treatment, these results may help to anticipate the potential side effects of such treatment on haemostasis.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (187 p.)

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque universitaire de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2015 TOU3 0296
  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque électronique.
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