Informations

Qu'est-ce qui arrête le processus de coagulation?


Chaque fois qu'il y a une lésion mineure/majeure des vaisseaux sanguins, les plaquettes, la fibrine, la thrombine, etc. sont recrutées. Ils scellent ensuite la plaie et bloquent le saignement.

Qu'est-ce qui leur dit que leur travail est terminé ?


Le collagène exposé au site d'endommagement des vaisseaux initie simultanément l'agrégation des plaques et la cascade de coagulation. Ainsi, lorsque la plaie est scellée et qu'il n'y a plus de collagène exposé, ce qui est le principal facteur d'activation de la cascade, la cascade de vêtements sanguins s'arrête.


Qu'est-ce qui arrête le processus de coagulation? - La biologie

À la fin de cette section, vous serez en mesure de :

  • Décrire les trois mécanismes impliqués dans l'hémostase
  • Expliquer comment les voies de coagulation extrinsèques et intrinsèques mènent à la voie commune, et les facteurs de coagulation impliqués dans chacune
  • Discuter des troubles affectant l'hémostase

Les plaquettes sont des acteurs clés hémostase, le processus par lequel le corps scelle un vaisseau sanguin rompu et empêche une nouvelle perte de sang. Bien que la rupture de gros vaisseaux nécessite généralement une intervention médicale, l'hémostase est assez efficace pour traiter les petites plaies simples. Le processus comporte trois étapes : le spasme vasculaire, la formation d'un bouchon plaquettaire et la coagulation (coagulation du sang). L'échec de l'une de ces étapes entraînera hémorragie-saignement excessif.


Hémostase en laboratoire : de la biologie à la paillasse

L'hémostase physiologique est un système biologique complexe, où les forces procoagulantes et anticoagulantes interagissent et préservent la fluidité du sang lorsque les vaisseaux sanguins sont intacts, ou déclenchent la formation de caillots pour empêcher un saignement excessif lorsque les vaisseaux sanguins sont blessés. Le modèle moderne de l'hémostase est divisé en deux phases principales. La première, définie comme l'hémostase primaire, implique l'interaction plaquettes-vaisseaux, tandis que la seconde, définie comme l'hémostase secondaire, implique principalement des facteurs de coagulation, des cellules endommagées et des surfaces plaquettaires, où se développe rapidement la cascade de coagulation. L'activation et l'amplification de la cascade de coagulation sont finement modulées par l'activité de plusieurs inhibiteurs physiologiques. Une fois que le saignement a été efficacement stoppé par la formation de caillots sanguins, la dissolution du thrombus est essentielle pour restaurer la perméabilité des vaisseaux. Ce processus, connu sous le nom de fibrinolyse, se développe également grâce à l'action coordonnée d'une vaste gamme de protéines et d'enzymes. Un diagnostic précis des troubles de l'hémostase implique une approche à multiples facettes, englobant les antécédents familiaux et personnels de troubles hémostatiques, une collecte précise des signes et symptômes cliniques, intégrée aux tests d'hémostase en laboratoire. En ce qui concerne les tests de laboratoire, une approche raisonnable consiste à classer les tests d'hémostase en fonction du coût, de la complexité et des informations cliniques disponibles. L'entraînement au laboratoire peut donc commencer par des tests de « dépistage » rapides et peu coûteux, caractérisés par une valeur prédictive négative élevée, puis suivis d'analyses de deuxième ou de troisième intention, visant spécifiquement à clarifier la nature et la gravité des saignements ou du phénotype thrombotique. Cet article vise à fournir un aperçu général du processus hémostatique et à fournir quelques suggestions générales pour faciliter de manière optimale les tests d'hémostase en laboratoire.

Mots clés: saignement coagulation du sang laboratoire hémostase plaquettes thrombose.


Explorez plus de ressources comme nos groupes de plaidoyer partenaires.

Les événements sont un excellent moyen de rencontrer d'autres personnes dans la communauté. Trouvez un événement près de chez vous.

  1. Le processus de coagulation. Site Web de la Fédération mondiale de l'hémophilie. http://www.wfh.org/en/page.aspx?pid=635. Mis à jour en janvier 2014. 21 août 2019.
  2. Mackman N, Tilley RE, Key NS. Rôle de la voie extrinsèque de la coagulation sanguine dans l'hémostase et la thrombose. Artériosclérose, thrombose et biologie vasculaire. 200727 : 1687-1693. https://www.ahajournals.org/doi/10.1161/ATVBAHA.107.141911. Publié le 7 juin 2007. Consulté le 26 août 2019.
  3. Quelles sont les déficiences rares en facteurs de coagulation? Site Web de la Fédération mondiale de l'hémophilie. http://www1.wfh.org/publication/files/pdf-1337.pdf. Mis à jour en mai 2014. Consulté le 21 août 2019.
  4. Hémophilie. Site Web de référence du NIH Genetics Home. https://ghr.nlm.nih.gov/condition/hemophilia. Consulté le 3 septembre 2019.

Qu'est-ce qui arrête le processus de coagulation? - La biologie

L'hémostase est le processus naturel qui arrête la perte de sang lorsqu'une blessure survient.

Objectifs d'apprentissage

Expliquer les étapes de l'hémostase

Points clés à retenir

Points clés

  • L'hémostase est le processus naturel qui arrête la perte de sang lorsqu'une blessure survient. Elle comprend trois étapes : (1) spasme vasculaire ( vasoconstriction ) (2) formation de bouchon plaquettaire et (3) coagulation.
  • La vasoconstriction est un réflexe dans lequel les vaisseaux sanguins se rétrécissent pour augmenter la pression artérielle.
  • Ensuite, la formation de bouchon plaquettaire implique l'activation, l'agrégation et l'adhérence des plaquettes dans un bouchon qui sert de barrière contre le flux sanguin.
  • La coagulation implique une cascade complexe dans laquelle un maillage de fibrine est clivé du fibrinogène.
  • La fibrine agit comme une "colle moléculaire" pendant la formation du caillot, maintenant le bouchon plaquettaire ensemble.

Mots clés

  • hémostase: Le processus de ralentissement et d'arrêt du flux sanguin pour amorcer la cicatrisation des plaies.
  • coagulation: Processus par lequel le sang forme des caillots gélatineux.
  • héparine: Molécule fibrinolytique exprimée sur les cellules endothéliales ou produite comme médicament anticoagulant. Il empêche l'activation des plaquettes et des facteurs de coagulation.

L'hémostase est le processus naturel dans lequel le flux sanguin ralentit et un caillot se forme pour empêcher la perte de sang lors d'une blessure, avec hémo-signifiant sang et stase signifiant arrêt. Au cours de l'hémostase, le sang passe d'un liquide liquide à un état gélatineux.

Étapes de l'hémostase

L'hémostase comprend trois étapes qui se produisent dans une séquence rapide : (1) spasme vasculaire, ou vasoconstriction, une contraction brève et intense des vaisseaux sanguins (2) formation d'un bouchon plaquettaire et (3) coagulation ou coagulation sanguine, qui renforce le bouchon plaquettaire avec un filet de fibrine qui agit comme une colle pour maintenir le caillot ensemble. Une fois que le flux sanguin a cessé, la réparation des tissus peut commencer.

L'angiogenèse génère de nouveaux vaisseaux sanguins: Vaisseau sanguin avec un érythrocyte (globule rouge) dans sa lumière, des cellules endothéliales formant sa tunique intima ou couche interne, et des péricytes formant sa tunique adventice (couche externe).

Vasoconstriction

Les vaisseaux sanguins intacts sont essentiels pour modérer la tendance à la coagulation du sang. Les cellules endothéliales des vaisseaux intacts empêchent la coagulation en exprimant une molécule d'héparine fibrinolytique et de la thrombomoduline, ce qui empêche l'agrégation plaquettaire et arrête la cascade de coagulation avec l'oxyde nitrique et la prostacycline. Lorsqu'une lésion endothéliale se produit, les cellules endothéliales arrêtent la sécrétion d'inhibiteurs de coagulation et d'agrégation et sécrètent à la place le facteur de von Willebrand, qui provoque l'adhérence des plaquettes lors de la formation initiale d'un caillot. La vasoconstriction qui se produit pendant l'hémostase est une brève contraction réflexe qui provoque une diminution du flux sanguin vers la zone.

Formation de bouchon plaquettaire

Les plaquettes créent le "bouchon plaquettaire" qui se forme presque directement après la rupture d'un vaisseau sanguin. Dans les vingt secondes suivant une blessure dans laquelle la paroi épithéliale du vaisseau sanguin est rompue, la coagulation est initiée. Il faut environ soixante secondes jusqu'à ce que les premiers brins de fibrine commencent à s'intercaler dans la plaie. Après plusieurs minutes, le bouchon plaquettaire est complètement formé par la fibrine.

Contrairement à la croyance populaire, la coagulation d'une lésion cutanée n'est pas causée par l'exposition à l'air, mais par l'adhésion des plaquettes et leur activation par le collagène dans l'endothélium des vaisseaux sanguins. Les plaquettes activées libèrent ensuite le contenu de leurs granules, qui contiennent une variété de substances qui stimulent davantage l'activation plaquettaire et améliorent le processus hémostatique.

Lorsque la paroi d'un vaisseau sanguin se brise et que les cellules endothéliales sont endommagées, révélant les protéines de collagène sous-endothéliales de la matrice extracellulaire, le thromboxane provoque le gonflement des plaquettes, la croissance de filaments et l'agglutination ou l'agrégation. Le facteur Von Willebrand les fait adhérer les uns aux autres et aux parois du vaisseau. Cela continue à mesure que davantage de plaquettes se rassemblent et subissent ces mêmes transformations. Ce processus se traduit par un bouchon plaquettaire qui scelle la zone blessée. Si la blessure est petite, le bouchon plaquettaire peut être capable de se former en quelques secondes.

Cascade de coagulation

Si le bouchon plaquettaire ne suffit pas à arrêter le saignement, la troisième étape de l'hémostase débute : la formation d'un caillot sanguin. Les plaquettes contiennent des granules de sécrétion. Lorsqu'elles adhèrent aux protéines des parois des vaisseaux, elles se dégranulent, libérant ainsi leurs produits, notamment l'ADP (adénosine diphosphate), la sérotonine et le thromboxane A2 (qui active d'autres plaquettes).

Premièrement, le sang passe d'un liquide à un gel. Au moins 12 substances appelées facteurs de coagulation ou facteurs tissulaires participent à une cascade de réactions chimiques qui finissent par créer un maillage de fibrine dans le sang. Chacun des facteurs de coagulation a une fonction bien spécifique. La prothrombine, la thrombine et le fibrinogène sont les principaux facteurs impliqués dans l'issue de la cascade de coagulation. La prothrombine et le fibrinogène sont des protéines produites et déposées dans le sang par le foie.

Lorsque les vaisseaux sanguins sont endommagés, les vaisseaux et les plaquettes avoisinantes sont stimulés pour libérer une substance appelée activateur de la prothrombine, qui à son tour active la conversion de la prothrombine, une protéine plasmatique, en une enzyme appelée thrombine. Cette réaction nécessite des ions calcium. La thrombine facilite la conversion d'une protéine plasmatique soluble appelée fibrinogène en longues fibres ou fils insolubles de la protéine, la fibrine. Les fils de fibrine s'enroulent autour du bouchon plaquettaire au niveau de la zone endommagée du vaisseau sanguin, formant un réseau de fibres imbriquées et une structure pour le caillot. Ce réseau de fibres emprisonne et aide à maintenir les plaquettes, les cellules sanguines et d'autres molécules étroitement sur le site de la blessure, fonctionnant comme le caillot initial. Ce caillot de fibrine temporaire peut se former en moins d'une minute et ralentit le flux sanguin avant que les plaquettes ne se fixent.

Ensuite, les plaquettes dans le caillot commencent à rétrécir, resserrant le caillot et rapprochant les parois des vaisseaux pour amorcer le processus de cicatrisation. Habituellement, l'ensemble du processus de formation et de resserrement du caillot prend moins d'une demi-heure.

Vasoconstriction: Microvaisseau montrant un érythrocyte (E), une tunique intima de cellules endothéliales, et une tunique adventice de péricytes.


Qu'est-ce qui arrête le processus de coagulation? - La biologie

Une des étapes les plus cruciales de la fabrication du fromage : la coagulation est l'étape qui transforme le lait liquide en caillé solide.

Aperçu

Cette étape du processus de fabrication du fromage est celle où la magie chimique est visible à l'œil nu (et à la main). La coagulation est la poussée qui transforme le lait en fromage. Le lait liquide est transformé en une masse solide. Cette masse solide est souvent appelée « caillé », « gel » ou « coagulum ». La coagulation peut se produire de différentes manières : action enzymatique, addition d'acide ou addition d'acide/chaleur. Ces trois processus seront au centre de ce post.

Coagulation du lait : avant (gauche) et après (droite)

Examen de la chimie du lait

Si vous ne l'avez pas déjà fait, consultez le post précédent sur la chimie du lait. Plus précisément la section sur les protéines. Cette information est cruciale pour comprendre le reste de cet article. Comme mentionné dans l'article sur la chimie du lait, la protéine la plus intéressante dans la fabrication du fromage est la caséine. Les micelles de caséine sont recouvertes d'une couche "poilue" chargée négativement de κ-caséine.

Dans le lait, ces micelles de caséine flottent et rebondissent les unes sur les autres. Ces poils de caséine gênent et empêchent la caséine de coller et de s'agréger. Notre objectif dans la fabrication du fromage est de faire en sorte que ces micelles de caséine se collent d'une manière ou d'une autre. Une fois qu'ils se collent, un effet domino se produit et vous finissez par former un maillage de micelles de caséine qui forment la structure/le corps du fromage.

Les poils de caséine font rebondir les micelles de caséine dans le lait

Comment nous obtenons ces micelles pour coller ensemble, c'est ce qu'est la coagulation ! Le processus de coagulation (ou "coagulation") est effectué pour encourager ces micelles de caséine à se coller d'une manière ou d'une autre. Les enzymes (présure), l'acide et l'acide/la chaleur peuvent tous être utilisés pour encourager ce processus. Le mécanisme exact de chacun diffère et sera discuté ci-dessous.

La coagulation fait en sorte que ces micelles de caséine collent ensemble
(Ceci est un exemple de micelles après avoir coupé les poils)

Coagulation acide

coagulé à l'acide, durci à l'acide, caillé lactique et durci lactique sont tous des surnoms qui font référence à l'utilisation d'acide pour coaguler le lait. Cet acide peut être soit ajouté directement, soit produit par des cultures starter. Quelques exemples de fromages coagulés à l'acide comprennent le fromage cottage, le fromage blanc et le chèvre.

Dans ce cas, le but est de neutraliser la charge négative qui entoure les micelles de caséine. Dans le lait, toutes ces micelles chargées négativement rebondissent les unes sur les autres car elles ont toutes une charge négative. Nous appelons souvent les caséines « polaires » en raison de toute cette charge. Pensez à la façon dont les aimants se repoussent si vous essayez de rapprocher deux pôles identiques. Ajouter de l'acide, en effet, revient à ajouter une charge positive. L'ajout d'acide neutralise la surface des micelles et cela leur permet de se cogner et de se coller. Cet effet est le plus important au point isoélectrique de la caséine, pH = 4,6. Si vous vous souvenez de notre dernier article sur la texture du fromage, l'acide dissout la « colle » de calcium des micelles de caséine. Cela signifie que le fromage durci à l'acide est généralement plus mou.

L'acide neutralise les micelles de caséine et leur permet de coaguler

Coagulation de la présure

La coagulation de la présure fait référence à l'ajout d'enzymes au lait afin de le faire coaguler. De nombreux fromages entrent dans cette catégorie : cheddar, gouda, queso fresco et bien d'autres.

Les enzymes de présure agissent comme un rasoir et rasent les poils de -caséine. Sans les poils, les micelles peuvent maintenant coller, s'agréger et former l'épine dorsale de la structure du fromage. Une propriété intéressante des enzymes est qu'elles sont réutilisées dans des réactions chimiques. Cela signifie qu'un peu de présure contribue grandement au processus de coagulation. À la maison, une cuillère à café à ½ est généralement suffisante pour coaguler 2 gallons de lait. L'agrégation se produit lorsqu'environ 80 à 90 % des poils de caséine sont coupés. L'image ci-dessous ne montre pas le calcium requis qui agit comme une "colle" entre les caséines.

La présure arrache la couche velue et permet aux micelles de caséine de se fixer

Acide et coagulation thermique

Le dernier régime de coagulation sur le dossier pourrait probablement être considéré comme un sous-ensemble de la coagulation acide. Dans ce processus, l'acide et la chaleur sont utilisés pour coaguler le lait. La ricotta, le mascarpone et le paneer en sont des exemples.

Nous avons déjà discuté de l'effet de l'acide sur la caséine, mais qu'en est-il de la chaleur ? Dans ce cas, la chaleur affecte l'autre type principal de protéine de lait dont nous n'avons pas encore parlé, le lactosérum. Les protéines de lactosérum sont dénaturées (démêlées) en exposant à la chaleur des parties «collantes» de leur structure. Ces extrémités collantes peuvent se lier les unes aux autres à travers les protéines de lactosérum ou se lier aux protéines de caséine. L'acide peut maintenant aussi contribuer à la coagulation du lactosérum maintenant qu'il a été dénaturé par la chaleur. Le résultat est une matrice de protéine de lactosérum coagulée, et si la caséine est présente, une matrice de lactosérum/caséine coagulée.

La chaleur fait que les protéines de lactosérum participent au plaisir de la coagulation !
(Pas à l'échelle, comme tous les autres schémas du site)


Un aperçu du processus de coagulation du sang

Le processus de coagulation du sang est complexe et implique de nombreuses réactions. Cependant, le processus peut être résumé en trois étapes.

  • Un complexe connu sous le nom de activateur de prothrombine est produit par une longue séquence de réactions chimiques.
  • L'activateur de la prothrombine convertit une protéine du sang appelée prothrombine en une autre protéine appelée thrombine.
  • La thrombine convertit une protéine sanguine soluble appelée fibrinogène en une protéine insoluble appelée fibrine.
  • La fibrine existe sous forme de fibres solides qui forment un maillage serré sur la plaie. Le maillage piège les plaquettes et autres cellules sanguines et forme le caillot sanguin.

La prothrombine et le fibrinogène sont toujours présents dans notre sang, mais ils ne sont pas activés jusqu'à ce qu'un activateur de la prothrombine soit produit lorsque nous sommes blessés.


Ananas (Ananas comosus)

Effet de la bromélaïne sur la coagulation du sang

Les voies intrinsèques et extrinsèques de la coagulation sanguine jouent un rôle essentiel dans la prévention de la perte de sang en formant des caillots. Dans certaines conditions pathologiques, ces facteurs de coagulation peuvent causer de graves problèmes aux individus et entraîner des maladies mortelles comme la thrombose et l'embolie. Les médicaments qui aident à briser ces caillots sont appelés anticoagulants. L'effet anticoagulant de la bromélaïne obtenue à partir d'ananas a été identifié pour la première fois en 1972 lorsqu'elle a montré un effet anticoagulant chez 17 volontaires sur 20 après administration orale. Ceci a été étudié plus en détail dans des modèles animaux avec de la bromélaïne qui s'est avérée très efficace. La bromélaïne joue un rôle actif dans l'activité fibrinolytique du sang, diminuant la concentration de fibrine active qui est une protéine impliquée dans la coagulation. À des concentrations élevées, la bromélaïne a augmenté le temps de thromboplastine partielle activée et le temps de Quick. Lors de l'étude du mécanisme d'action, la bromélaïne s'est avérée active dans la fibrinolyse, activant la conversion du plasminogène en plasmine qui joue un rôle dans la dégradation de la fibrine ( Castell et al., 1997 Lorkowski, 2012 Seifert et al., 1979 Winter, 1990 ) .


Comment tout commence : Initiation de la cascade de coagulation

Le système de coagulation du plasma dans le sang des mammifères consiste en une cascade d'événements d'activation enzymatique au cours desquels les protéases à sérine activent les protéines (proenzymes et procofacteurs) dans l'étape suivante de la cascade via une protéolyse limitée. Le résultat final est la polymérisation de la fibrine et l'activation des plaquettes, conduisant à un caillot sanguin. Ce processus est protecteur, car il empêche une perte de sang excessive après une blessure (hémostase normale). Malheureusement, le système de coagulation du sang peut également entraîner des caillots sanguins indésirables dans les vaisseaux sanguins (thrombose pathologique), qui sont l'une des principales causes d'invalidité et de décès dans le monde développé. Il existe deux mécanismes principaux pour déclencher la coagulation du sang, appelés la voie du facteur tissulaire et la voie de contact. Une seule de ces voies (la voie du facteur tissulaire) fonctionne dans l'hémostase normale. On pense cependant que les deux voies contribuent à la thrombose. Un concept émergent est que la voie de contact fonctionne dans les défenses pathogènes de l'hôte. Cette revue se concentre sur la façon dont la phase d'initiation de la cascade de la coagulation sanguine est régulée dans les deux voies, avec une discussion sur les contributions de ces voies à l'hémostase par rapport à la thrombose.

Mots clés: Facteur VII de la voie de contact de la coagulation sanguine facteur XII facteur tissulaire polyphosphate.

Les figures

Aperçu de la coagulation du sang…

Aperçu de la cascade de la coagulation sanguine. Le système de coagulation du plasma est initié dans…


Arrête les caillots, épargne la coagulation

(BOSTON) - L'inflammation est l'un des processus les plus importants et les plus complexes du corps humain. Les réponses inflammatoires à une blessure ou à une maladie sont cruciales pour recruter le système immunitaire pour aider le corps à guérir, mais l'inflammation peut également provoquer des caillots sanguins dangereux et d'autres conditions en induisant une surproduction de la protéine coagulante thrombine. La protéine C activée (APC), une protéine anticoagulante naturelle aux effets anti-inflammatoires et autres effets protecteurs, est utilisée médicalement pour traiter les infections sanguines graves et les plaies en réduisant l'inflammation des cellules endothéliales qui tapissent les vaisseaux sanguins. Cependant, son utilisation est limitée car elle peut trop inhiber la thrombine, ce qui affecte la capacité du sang à coaguler normalement et augmente le risque de saignement.

Le vaisseau sanguin sur puce se compose de canaux parallèles (rouges) bordés de cellules endothéliales humaines, à travers lesquelles le sang total et d'autres composés peuvent être perfusés, pour imiter la fonction des vaisseaux sanguins dans le corps humain. Crédit : Institut Wyss de l'Université Harvard

Maintenant, une équipe collaborative de chercheurs de la Division de l'hémostase et de la thrombose du Beth Israel Deaconess Medical Center (BIDMC) et du Wyss Institute de l'Université Harvard ont découvert que de petites molécules synthétiques imitant l'APC appelées « parmodulines » fournissent des propriétés anti-inflammatoires et anti-inflammatoires. une protection thrombotique des cellules endothéliales comparable à celle des APC sans interférer avec la coagulation et la coagulation sanguines normales, ce qui en fait de nouveaux candidats-médicaments intéressants. Ce travail a été rendu possible grâce à la technologie Organ-on-a-Chip du Wyss Institute pour modéliser la thrombose dans un vaisseau sanguin humain. in vitro. Les résultats sont publiés dans le numéro de cette semaine de Actes de l'Académie nationale des sciences.

« Nous avons essentiellement effectué un mini essai préclinique de l'effet des parmodulines sur l'endothélium, et non seulement déterminé la voie par laquelle les parmodulines fonctionnent, mais nous avons également démontré qu'elles aident à protéger les cellules endothéliales des dommages inflammatoires », explique l'ancien postdoc Wyss Abhishek Jain, Ph.D., qui est maintenant professeur adjoint et directeur du laboratoire Bioinspired Translational Microsystems à la Texas A&M University.

La protéine cible sur laquelle agissent à la fois l'APC et les parmodulines est le récepteur transmembranaire activé par la protéase 1 (PAR1), qui est présent à la fois sur les cellules endothéliales et les plaquettes qui circulent dans le sang et favorisent la coagulation, ce qui rend l'analyse mécanistique difficile. PAR1 a été identifié à l'origine comme un récepteur de la thrombine, qui est un élément crucial du processus inflammatoire. Cependant, lorsque PAR1 est activé par l'APC sur l'endothélium, il déclenche des voies anti-inflammatoires, anti-apoptotiques et renforçant la barrière, qui contribuent toutes à protéger les cellules des effets négatifs de l'inflammation.

En plus d'activer PAR1, l'APC inhibe également de manière indépendante la génération de thrombine, qui est un composant essentiel d'une coagulation sanguine saine, mais une trop grande inhibition de la thrombine entraîne des saignements incontrôlés. Sachant que les parmodulines se lient au PAR1, l'équipe de scientifiques et de cliniciens a cherché un moyen d'activer le PAR1 endothélial et de réduire les réponses thrombotiques sans fluidifier le sang, et ainsi fournir une meilleure alternative à l'APC.

Pour évaluer l'activité des parmodulines sur l'endothélium, Karen De Ceunynck, Ph.D., chercheuse postdoctorale au BIDMC et première auteure de l'article, a incubé des cellules endothéliales humaines avec de la parmoduline 2 in vitro pendant 4 heures, puis les a exposés aux agents inflammatoires inducteurs de thrombine lipopolysaccharide (LPS) ou facteur de nécrose tumorale-α (TNF-α). Dans les cellules exposées à la parmoduline, la capacité des deux agents à générer de la thrombine a été réduite de plus de 50 % par rapport aux cellules non exposées à la parmoduline. Cependant, la parmoduline 2 n'a pas inhibé l'activité du facteur V ou du facteur X, protéines qui fonctionnent dans la coagulation sanguine. « Nous avons été intrigués par l'idée que la parmoduline 2 inhibait les effets prothrombotiques médiés par le LPS et le TNF sur la surface endothéliale sans altérer la coagulation du sang », explique De Ceunynck.

Pour confirmer cette théorie, l'équipe a utilisé un vaisseau sanguin sur puce développé par Wyss composé de canaux microfluidiques intégrés dans une puce en polymère transparent, recouvert de collagène et tapissé de cellules endothéliales humaines. Du sang total a été perfusé à travers la puce pour simuler les conditions d'écoulement dans les vaisseaux sanguins humains, auxquels ont été ajoutés différents composés pro- et anti-inflammatoires pour évaluer la réponse de l'endothélium.

Les vaisseaux sanguins exposés à la molécule pro-inflammatoire LPS (troisième rangée) ont développé des caillots sanguins importants, tandis que ceux prétraités avec la parmoduline 2 (quatrième rangée) puis exposés ont présenté une quantité de coagulation similaire aux conditions normales (première rangée). Crédit : Karen De Ceunynck, BIDMC

Lorsque les cellules endothéliales ont été exposées au TNF-α avant d'être perfusées avec du sang total, les plaquettes se sont accumulées sur l'endothélium dans une réponse inflammatoire typique si les cellules étaient d'abord exposées à la parmoduline 2 puis au TNF-α, l'accumulation de plaquettes a été inhibée et l'endothélium a repris. sa fonction normale. Ces résultats ont indiqué que l'exposition à la parmoduline bloque la réponse thrombotique de l'endothélium aux stimuli inflammatoires sans affecter la coagulation sanguine chez l'homme - une amélioration significative par rapport à l'APC.

Une série d'épreuves in vitro interprété par le co-premier auteur Christian Peters, Ph.D. au BIDMC, a confirmé que l'activation de PAR1 par la parmoduline 2 induit également des réponses cytoprotectrices dans les cellules endothéliales en inhibant l'apoptose (mort cellulaire programmée) induite par la thrombine, le TNF-α et l'alcaloïde apoptotique staurosporine par une voie de signalisation qui commence par la liaison de la parmoduline 2 à un site spécifique du côté cytoplasmique de PAR1. "Nous avons observé que la réponse cytoprotectrice induite par la parmoduline 2 s'est produite très rapidement et a confirmé son apparition rapide dans le temps et les tests d'expression génique", explique Peters.

En outre, in vivo des études chez la souris ont montré que la parmoduline 2 réduit la liaison des globules blancs aux vaisseaux sanguins et altère l'accumulation de plaquettes et de fibrine aux sites de lésion pendant la réponse inflammatoire, confirmant l'activité antithrombotique et anticoagulante de la parmoduline 2 observée in vitro. De plus, les parmodulines n'interagissent pas avec de nombreux autres partenaires de liaison d'APC, ce qui la rend beaucoup plus ciblée sur PAR1 et réduit les autres effets secondaires.

«La découverte d'une molécule anti-inflammatoire qui prévient la thrombose endothéliale mais préserve également la coagulation sanguine normale est une étape majeure vers une approche alternative et meilleure pour traiter les maladies inflammatoires», déclare Rob Flaumenhaft, MD, Ph.D., professeur de médecine à Harvard Medical School, chef de la division d'hémostase et de thrombose du BIDMC et auteur correspondant de l'article. « En outre, presque tous les autres produits pharmaceutiques ciblant les récepteurs transmembranaires de type PAR1 se lient au côté extérieur du récepteur parmoduline 2, ce qui représente un changement de paradigme pour les composés ciblant ces récepteurs, car il agit du côté cellulaire de la protéine. Nous sommes ravis de voir si nous pouvons le faire passer aux essais cliniques. »

«Ce travail fournit un autre exemple de la façon dont la technologie des organes sur puce peut permettre un développement et une évaluation plus rapides et plus sûrs de médicaments qui pourraient aider les patients du monde entier», déclare le co-auteur et directeur fondateur du Wyss Institute, Donald Ingber, MD, Ph. .D., qui est aussi le Judah Folkman Professeur de biologie vasculaire au HMS et au programme de biologie vasculaire du Boston Children's Hospital, ainsi que professeur de bio-ingénierie à la John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) de Harvard.

Parmi les autres auteurs de l'article figurent Sarah Higgins, Ph.D., également chercheuse au BIDMC Omozuanvbo Aisiku, Ph.D, ancienne chercheuse postdoctorale à la Division de l'hémostase et de la thrombose du BIDMC et actuellement scientifique au Laboratoire d'instrumentation Jennifer Fitch- Tewfik, Ph.D., ancien chercheur postdoctoral dans la division de l'hémostase et de la thrombose au BIDMC et actuellement enseignant au lycée technique régional du sud-est Sharjeel Chaudhry, chercheur prédoctoral dans la division de l'hémostase et de la thrombose au BIDMC Chris Dockendorff, Ph .D., professeur adjoint à l'Université Marquette et Samir Parikh, MD, professeur agrégé à HMS.

Cette recherche a été soutenue par le National Heart, Lung, and Blood Institute et le Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering de l'Université Harvard.


Voir la vidéo: Hémostase secondaire (Janvier 2022).