Analyse du rôle du complexe Protéine Z/Inhibiteur dépendant de la Protéine Z dans le choc septique

par Mahita Razanakolona

Projet de thèse en Sciences pharmacologiques

Sous la direction de Marc Vasse.

Thèses en préparation à Paris Saclay , dans le cadre de Innovation thérapeutique : du fondamental à l'appliqué , en partenariat avec Inserm U 1176 - Hémostase, Inflammation, Thrombose (laboratoire) et de Université Paris-Sud (établissement de préparation de la thèse) depuis le 01-10-2015 .


  • Résumé

    Le choc septique est une défaillance circulatoire aiguë, entraînant des désordres hémodynamiques, métaboliques et viscéraux, déclenchée par un agent infectieux. Le taux de mortalité est élevé. L'évolution des sepsis sévères est souvent compliquée par l'apparition d'une coagulation intravasculaire disséminée (CIVD), qui résulte d'une activation de la coagulation par les agents infectieux. Cette CIVD est caractérisée par un état d'équilibre instable, où co-existent un risque thrombotique, dû à l'activation excessive de la coagulation entraînant la formation de micro-caillots, et un risque hémorragique, dû à la consommation des facteurs de la coagulation. L'existence d'une CIVD est de mauvais pronostic au cours du sepsis sévère. L'antithrombine (AT), protéine de la superfamille des serpines, est un régulateur physiologique de la coagulation qui inhibe la majorité des facteurs activés de la coagulation et permet ainsi de ralentir l'activation excessive de la coagulation au cours des CIVD. Plusieurs études ont montré que l'administration d'AT au cours des sepsis diminuait la mortalité, non seulement en empêchant l'activation de la coagulation, mais aussi par des effets cytoprotecteurs et anti-inflammatoires. L'effet cytoprotecteur est dû essentiellement à la capacité de l'AT de se lier aux glycosaminoglycanes de l'endothélium vasculaire et est indépendant de son activité enzymatique. Toutefois, les effets cytoprotecteurs nécessitent l'administration de doses très élevées d'AT, qui peuvent provoquer des hémorragies [1]. L'inhibiteur dépendant de la protéine Z, cloné en 1999, communément appelé ZPI appartient, comme l'AT, à la superfamille des serpines. Le ZPI a une activité inhibitrice vis-à-vis des facteurs de la coagulation plus restreinte que celle de l'AT et n'inhibe que les facteurs Xa et XIa. La capacité inhibitrice du ZPI vis-à vis du facteur Xa est potentialisée par la Protéine Z (PZ), un facteur Vitamine K-dépendant, qui circule dans le plasma liée au ZPI [2]. Des résultats préliminaires obtenus au laboratoire montrent que la PZ exerce un effet inhibiteur sur la production de cytokines pro-inflammatoires par les monocytes activés par du lipopolysaccharide (LPS) et que cet effet est potentialisé par le ZPI. Le projet proposé porte sur la caractérisation de l'effet anti-inflammatoire du ZPI associé ou non à la protéine Z. Des tests in vitro, sur monocytes et cellules endothéliales, et des modèles in–vivo seront mis en œuvre pour d'appréhender le rôle protecteur potentiel du complexe PZ/ZPI dans la physiopathologie du sepsis sévère et envisager le développement d'approches thérapeutiques. L'intérêt majeur de l'utilisation du ZPI dans le traitement du sepsis sévère réside dans le fait, qu'en plus d'un effet anti-inflammatoire, le ZPI devrait limiter la coagulopathie du sepsis en inhibant le facteur XIa sans induire de risque hémorragique [3]

  • Titre traduit

    Analysis of the role of the complex Protein Z /Protein Z-dependent protease inhibitor in the septic shock


  • Résumé

    Septic shock is an acute circulatory failure, resulting in hemodynamic, metabolic and visceral disorders, caused by an infectious agent. The mortality rate is high. The progression of severe sepsis is often complicated by the appearance of disseminated intravascular coagulation (DIC), which results from a coagulation activation by infectious agents. The DIC is characterized by an unstable equilibrium, where coexist a thrombotic risk due to excessive coagulation activation resulting micro-clots, and bleeding risk, due to factors of the consumption of coagulation. The existence of DIC is associated with poor prognosis in severe sepsis. Antithrombin (AT), a protein of the serpin superfamily, is a physiological regulator of the coagulation cascade that inhibits most of activated coagulation factors and thus slows down the excessive activation of coagulation in the DIC. Several studies have shown that administration of AT during sepsis decreased mortality, not only by preventing the activation of coagulation, but also by cytoprotective and anti-inflammatory activities. The cytoprotective effect is mainly due to the AT ability to bind to glycosaminoglycans of the vascular endothelium and is independent of its enzymatic activity. However, the cytoprotective effects require the administration of very high doses of AT, which may cause bleeding [1]. The protein Z-dependent protease inhibitor (ZPI), cloned in 1999, belongs, as AT, to the serpin superfamily. The ZPI has a weaker inhibitory activity on the coagulation cascade when compared to AT because its only inhibits factor Xa and XIa. The inhibitory capacity of ZPI on factor Xa is potentiated by protein Z (PZ), a vitamin K-dependent factor, which circulates in plasma bound to ZPI [2]. Preliminary results obtained in the laboratory show that PZ exerts an inhibitory effect on the production of proinflammatory cytokines by monocytes activated with lipopolysaccharide (LPS) and this effect is potentiated by ZPI. The proposed project deals with the characterization of the anti-inflammatory effect of ZPI associated or not with PZ. In vitro tests on monocytes and endothelial cells, and in vivo models will be used to apprehend the potential protective role of complex PZ/ ZPI in the pathophysiology of severe sepsis and consider the development of therapeutic approaches. The major advantage of using ZPI in the treatment of severe sepsis is that in addition to an anti-inflammatory effect, ZPI should limit the coagulopathy of sepsis by inhibiting factor XIa without inducing risk hemorrhagic [3].