Diabetic kidney disease (DKD) is an emerging pandemic, paralleling the worldwide increase in obesity and diabetes mellitus. DKD is now the most frequent cause of end-stage renal disease and is associated with an excessive risk of cardiovascular morbidity and mortality. DKD is a consequence of systemic endothelial dysfunction. The endothelial-dependent cytoprotective coagulation protease activated protein C (aPC) ameliorates glomerular damage in DKD, in part by reducing mitochondrial ROS generation in glomerular cells. Whether aPC reduces mitochondrial ROS generation in the tubular compartment remains unknown. Here, we conducted expression profiling of kidneys in diabetic mice (wild-type and mice with increased plasma levels of aPC, APChigh mice). The top induced pathways were related to metabolism and in particular to oxidoreductase activity. In tubular cells, aPC maintained the expression of genes related to the electron transport chain, PGC1-α expression, and mitochondrial mass. These effects were associated with reduced mitochondrial ROS generation. Likewise, NLRP3 inflammasome activation and sterile inflammation, which are known to be linked to excess ROS generation in DKD, were reduced in diabetic APChigh mice. Thus, aPC reduces mitochondrial ROS generation in tubular cells and dampens the associated renal sterile inflammation. These studies support approaches harnessing the cytoprotective effects of aPC in DKD.

Il est désormais admis que le caractère invasif d'une tumeur est lié, non seulement, au génotype des cellules cancéreuses, mais aussi à leurs interactions avec le microenvironnement tumoral (MT). Au sein du MT, une déstabilisation de la matrice stromale favorise la progression tumorale et la dissémination métastatique. Le remaniement de la matrice extracellulaire est souvent piloté par des enzymes protéolytiques. En revanche, les effets de l'inhibition de la formation de cette matrice sont peu étudiés. C’est dans cette optique que nous nous sommes intéressés à la protéine C (PC) et son récepteur endothélial (EPCR) et à leur rôle dans la tumorigenèse des leucémies et des cancers solides.L’EPCR est exprimé par un grand nombre de lignées cellulaires cancéreuses. Il est aussi détecté dans le compartiment tumoral chez des patients atteints de pathologie tumorale. Son gène est hautement conservé. Il possède cependant plusieurs polymorphismes. Un de ces SNPs (single nucleotide polymorphism) - 6936A/G - se traduit par la libération d'une forme soluble circulante de l'EPCR (EPCRs) résultant de la protéolyse de la forme membranaire. Chez des patients leucémiques, une fréquence élevée du SNP 6936A/G est observée et associée à la survenue de thrombose. D'autre part, l’EPCR est détecté in situ dans la majorité des biopsies tumorales testées et sécrété en grande quantité dans les ascites. La fixation de la PC sur l’EPCR et son activation augmentent la survie et le potentiel migratoire des cellules cancéreuses. Aussi, la PCA est capable de moduler, par communication paracrine, la sécrétion de plusieurs interleukines et cytokines. Ainsi, la stimulation de cellules du cancer de l'ovaire par la PCA induit la synthèse d'une thrombopoéïtine ovarienne fonctionnelle. Cette cytokine étant régulatrice de la production de plaquettes, la PCA semble être de nouveau à l'interface entre troubles de l'hémostase et pathologie cancéreuse. L’élucidation du rôle complexe de la PCA et de son récepteur endothélial dans la carcinogenèse permettrait non seulement de dégager de nouvelles approches thérapeutiques, mais aussi de prévenir le risque de thrombose associée au cancer et d’en réduire la morbidité. / It is now recognized that the invasiveness of tumor cells is not only related to the genotype of these cells but also to their interaction with tumor microenvironment (TM). Within the TM, stromal matrix destabilization promotes tumor progression and metastatic dissemination. The extracellular matrix remodeling is often driven by proteolytic enzymes. However, few studies have investigated the effects of an impairment of the matrix formation. Given these facts and circumstances, we were interested in protein C (PC) and its endothelial receptor (EPCR), as well as in their role in tumorigenesis in leukemia and solid cancers. EPCR is expressed by a wide range of cancer cell lines. It is also detected within the tumor compartment in patients with malignant diseases. EPCR gene is highly conserved but nevertheless contains polymorphisms. One of these SNPs (single nucleotide polymorphism) - 6936A/G – reflects – in the release of a soluble circulating form (EPCRs) resulting from the proteolysis of membrane-associated form. In leukemic patients a high incidence of 6936A/G SNP is observed and associated with thrombosis events. Moreover, EPCR is detected in the majority of tumor biopsies and is abundantly secreted in ascitic fluid. The PC attachment to EPCR and its activation promotes cell survival and migratory potential of tumor cells. Also, APC is able to modulate, by a paracrine manner, interleukins and cytokines secretion. Thus, ovarian cancer cells stimulation by APC induces the synthesis of a functional ovarian thrombopoietin. As this cytokine has a regulatory effect on platelet production, APC may be once again at the interface between hemostasis disorders and coagulation. The elucidation of the intricate role of APC and its endothelial receptor could permit not only to identify new therapeutic approaches but also to prevent cancer-associated thrombosis risk and to decrease morbidity in cancer patients.

Ce travail porte sur le rôle des microparticules procoagulantes (MPs) générées par les cellules vasculaires en réponse à un état septique. Après une introduction rappelant la structure et les propriétés des microparticules et la réponse del’hôte à un agent pathogène, en particulier en terme d’activation de la coagulation, nous rapportons nos travauxexpérimentaux et cliniques. Le premier travail a été réalisé sur un modèle cellulaire de vésiculation induite par le LPS. Il nous a permis de caractériser le transfert du complexe CD14/TLR4 à différents types cellulaires in-vitro dépourvus du récepteur au LPS. Ainsi, les MPs monocytaires pourraient avoir un rôle d’amplification de la réponse inflammatoire mais aussi dans la réponse anti-inflammatoire secondaire en participant à l’apoptose lymphocytaire. Le second travail aété réalisé chez l’animal. Après induction d’un choc septique, nous avons observé une amélioration hémodynamique enréponse à la perfusion de protéine C activée associée à une modulation du phénotype des MPs. Réinjectées à des ratsnaïfs, les MPs issues des rats septiques traités par protéine C activée développaient une moindre vasoplégie. Enfin, nous avons réalisé une étude prospective sur 100 patients en choc septique. Nous avons ainsi pu caractériser la présence d’une concentration élevée de microparticules procoagulantes, avec une variation phénotypique en présence de coagulation intravasculaire disséminée (CIVD) : réduction du contingent plaquettaire au profit des MPs d’origine leucocytaires qui deviennent prépondérantes et témoignent d’une activation leucocytaire accrue, et surtout une activation des cellules endothéliales avec génération de MPs porteuses d’endogline (CD105). En analyse multivariée,CD105+-MPs étaient fortement associée à la CIVD et pourraient constituer un marqueur précoce de l’atteinte endothéliale au cours du choc septique. / This work focused on procoagulant microparticles shed after vascular cells stress during sepsis. The first part gives an overview on MPs and host response during pathogen challenge. The first lab experimental work confirms direct and functional transfer of CD14/TLR4 LPS sensor by MPs shed to target cells after monocytic THP-1 challenge by LPS.CD14-MPs amplify LPS-induced apoptosis in monocytes but also prompted lymphocyte apoptosis and could play a role in secondary anti-inflammatory response. Then, septic shock was induced in rats after caecal ligature and puncture.Activated protein C (APC) infusion improved haemodynamic parameters and alter septic microparticular content. Infused in naïve rats, APC-treated MPs were associated with reduced hypotension and inflammatory response, confirming cytoprotective effect of both APC and APC-induced MPs. Finally, we performed a clinical prospective study in 3 medical ICU in France. Patients referred for septic shock had an increased level of circulating procoagulant MPs regardless disseminated intravascular coagulopathy (DIC) diagnosis. Nevertheless, DIC patients evidenced a specific pattern with lower platelet-MPs, increased leucocyte-MPs and specific endothelial cells activation with endoglin (CD105) shedding. In multiple logistic regression analysis, CD105-MPs were strongly associated with DIC and were evidenced before DIC diagnosis according to routine laboratory assays.

Le choc septique est caractérisé par une intense activation cellulaire marquée par une génération excessive de microparticules (MPs), libérées dans l’espace extracellulaire suite à un remaniement de la membrane plasmique. Les MPs participeraient à la dysfonction cardiovasculaire et à la coagulopathie du choc septique. Nous avons exploré l’intérêt des MPs circulantes comme marqueurs pathogènes, en étudiant l’effet d’acides gras exogènes sur le remodelage de la membrane plasmique et la genèse des MPs, in-vitro dans un modèle de cellules en culture stimulées par une endotoxine et in vivo chez le rat septique. Nous avons ensuite caractérisé l’activation cellulaire du choc septique chez l’homme, en utilisant les MPs circulantes comme témoins de la dysfonction du compartiment vasculaire, puis montré la place des MPs comme cibles thérapeutiques potentielles au cours du choc septique, par leur modulation pharmacologique dans un modèle de choc septique chez le rat.Nous montrons ainsi l’intérêt des MPs comme un nouvel outil dans l’exploration de nouvelles pistes physiopathologiques du choc septique et comme cibles pharmacologiquement modulables à des fins éventuellement thérapeutiques. / Septic shock is characterized by an intense cell activation marked by an excessive generation of microparticles (MPs), released into the extracellular space after plasma membrane remodeling. MPs take part in cardiovascular dysfunction and coagulopathy of septic shock. We investigated the role of circulating MPs as pathogenic markers, by studying the effects of exogenous fatty acids on plasma membrane remodeling and MP generation, in vitro with cultured cells stimulated by an endotoxin and and in vivo in septic rats. We have then characterized the cellular activation of septic shock in humans, using circulating MPs as evidence of vascular dysfunction and shown the place of MPs as potential therapeutic targets, through their pharmacological modulation in a rat model of septic shock.We have therefore shown the interest of MPs as a new tool to explore septic shock pathophysiology and as therapeutic targets than can be pharmacologically modulated.

Hemostasis, thrombosis, and inflammation are tightly interconnected processes which may give rise to thrombo-inflammation, involved in infectious and non-infectious acute and chronic diseases, including cardiovascular diseases (CVD). Traditionally, due to its hemostatic role, blood coagulation is isolated from the inflammation, and its critical contribution in the progressing CVD is underrated, until the full occlusion of a critical vessel occurs. Underlying vascular injury exposes extracellular matrix to deposit platelets and inflammatory cells. Platelets being key effector cells, bridge all the three key processes (hemostasis, thrombosis, and inflammation) associated with thrombo-inflammation. Under physiological conditions, platelets remain in an inert state despite the proximity to the endothelium and other cells which are decorated with glycosaminoglycan (GAG)-rich glycocalyx (GAGs). A pathological insult to the endothelium results in an imbalanced blood coagulation system hallmarked by increased thrombin generation due to losses of anticoagulant and cytoprotective mechanisms, i.e., the endothelial GAGs enhancing antithrombin, tissue factor pathwayinhibitor (TFPI) and thrombomodulin-protein C system. Moreover, the loss of GAGs promotes the release of mediators, such as von Willebrand factor (VWF), platelet factor 4 (PF4), and P-selectin, both locally on vascular surfaces and to circulation, further enhancing the adhesion of platelets to the affected sites. Platelet-neutrophil interaction and formation of neutrophil extracellular traps foster thrombo-inflammatory mechanisms exacerbating the cardiovascular disease course. Therefore, therapies which not only target the clotting mechanisms but simultaneously or independently convey potent cytoprotective effects hemming the inflammatory mechanisms are expected to provide clinical benefits. In this regard, we review the cytoprotective protease activated protein C (aPC) and its strong anti-inflammatory effects thereby preventing the ensuing thrombotic complications in CVD. Furthermore, restoring GAGlike vasculo-protection, such as providing heparin-proteoglycan mimetics to improve regulation of platelet and coagulation activity and to suppress of endothelial perturbance and leukocyte-derived pro-inflammatory cytokines, may provide a path to alleviate thrombo-inflammatory disorders in the future. The vascular tissue-modeled heparin proteoglycan mimic, antiplatelet and anticoagulant compound (APAC), dual antiplatelet and anticoagulant, is an injury-targeting and locally acting arterial antithrombotic which downplays collagen- and thrombin-induced and complement-induced activation and protects from organ injury.

L'objectif principal de ce travail était de comparer l'implication (i) de cellules vasculaires, cellules musculaires lisses vasculaires (CML) et cellules endothéliales (CE), ou des cellules circulantes, les plaquettes, et (ii) des microparticules (MP) issues de ces différentes cellules dans la génération de la thrombine mais également dans son inhibition par les systèmes anticoagulants de la protéine C activée (PCa) et de l'inhibiteur de la voie du facteur tissulaire (TFPI), et d'identifier les mécanismes et les déterminants responsables des différences observées entre ces supports cellulaires pour la coagulation. Nous avons démontré que l'intégrine [alpha]v[gamma]3 qui est le récepteur pour la prothrombine sur les surfaces vasculaires était impliquée dans la génération de thrombine à la surface des CML soumises ou non à des déformations mécaniques cycliques. A l'état de base, les CML et les CE ont un potentiel thrombinique similaire, mais moins important que celui des plaquettes. Nous avons montré un rôle synergique du TFPI avec la PCa dans l'inhibition de la génération de thrombine à la surface de ces cellules plus importante avec les CML qu'avec les CE. L'ensemble de nos résultats suggère que les CML pourraient exercer des effets procoagulants comparables aux CE mais avec des régulations différentes en réponse aux facteurs pro- et anticoagulants, et que les MP issues de cellules vasculaires ont un pouvoir thrombogène très supérieur à leurs cellules d'origine / The main objective of this study was to compare the implication (i) of vascular cells, smooth muscle cells (SMC) and endothelial cells (EC), or circulating cells, platelets, and (ii) microparticles (MP) derived from these different cells in the generation of thrombin but also in its inhibition by the activated protein C (APC) and the tissue factor pathway inhibitor (TFPI), and to identify the mechanisms and determinants responsibles for observed differences between these different cell supports for coagulation. We have demonstrated that [alpha]v[gamma]3 integrin, the prothrombin receptor on the vascular surfaces, was involved in the generation of thrombin on the surface of these cells subjected or not subjected to cyclic mechanical deformations. At baseline, SMC and EC, have equivalent thrombin generating capacities, but less than that of platelets. We have shown a synergistic role of TFPI with APC in the inhibition of thrombin generation at the surface of these cells, more important with SMC than with EC. Taken together, our results suggest that SMC may exert procoagulant effects comparable to EC but with different regulations in response to pro-and anticoagulant factors, and that MP derived from vascular cells have a very higher thrombogenic activity compared to their parent cells

L'ischémie/reperfusion (I/R) est un phénomène très fréquent en clinique humaine. Ce phénomène est observé lors de la désobstruction d'une artère digestive, du traitement d'un état de choc, ainsi qu'au cours d'autres pathologies. L'interruption de la perfusion tissulaire (ischémie) et le rétablissement de celle-ci (reperfusion) sont la cause de la mise en place de troubles hémodynamiques et métaboliques. L'I/R est souvent présentée comme étant la principale source de l'hyperlactatémie et le moteur de la réponse inflammatoire lors des états de choc (cardiogénique, hypovolémique, septique). Parallèlement, elle est responsable de l'induction de la production de la libération des espèces réactives de l'oxygène, des cytokines et du monoxyde d'azote. Suite à un choc hémorragique par Ischémie/reperfusion chez le rat, nous avons montré que 1) le NaHS, donneur d'H2S limite la diminution de la pression artérielle moyenne et diminue le lactate plasmatique, témoin de la souffrance tissulaire, 2) cette amélioration hémodynamique est associée à une baisse de l'expression myocardique des ARNm d'iNOS, une diminution de la concentration des dérivés NOx plasmatiques et une diminution des concentrations aortiques et myocardiques de NO et d'anion superoxyde et 3) l'inhibition d'H2S par la DL-propargylglycine aggrave le tableau hémodynamique et les conséquences tissulaires du choc. Dans un autre modèle d'ischémie/reperfusion intestinale, les résultats obtenus, montrent que l'administration de la Protéine C activée (PCa) ou de la dexaméthaosne (Dexa) : 1) améliore la PAM et la réactivité vasculaire, 2) permet d'augmenter le pH et de diminuer la lactatémie, 3) diminue la production des cytokines pro-inflammatoires et 4) inhibe les médiateurs de l'apoptose. Ces résultats sont reliés à une down régulation d'iNOS, une restauration de la voie Akt/eNOS et à une resensibilisation des adrénorécepteurs alpha. Ces résultats ouvrent de nouvelles perspectives cliniques dans les traitements de l'I/R / Ischemia/reperfusion (I/R) is a very common phenomenon, observed during intestinal artery surgery, shock treatment, as well as in several other diseases. The disruption of tissue perfusion (ischemia) and recovery (reperfusion) induce hemodynamic and metabolic dysfunction. Gut ischemia/reperfusion is often presented as the main source of lactate and the motor of the inflammatory response, such as cardiogenic, hypovolemic and septic shock. In parallel, gut reperfusion produces numerous mediators such as reactive oxygen metabolites, pro-inflammatory cytokines, and high concentrations of nitric oxide. In a model of ischemia/reperfusion induced by hemorrhagic shock, we found that 1) NaHS an injectable form of H2S, limited the decrease in arterial pressure induced by shock and decreased plasmatic lactate, a witness of tissue suffering, 2) this hemodynamic improvement was associated with a fall in myocardial iNOS mRNA expression, a reduction in the concentration of plasmatic NOx and a reduction of aortic and myocardial concentrations of NO and superoxide anion and 3) the inhibition of H2S with DL-propargylglycine worsened hemodynamics and tissue consequences of shock An experimental model of intestinal I/R has been developed, we demonstrated that the administration of APC or Dexa : 1) Improves MAP and vascular reactivity, 2) increased pH and decreased lactate, 3) decreased pro-inflammatory cytokines production and 4) inhibited apoptosis mediators expression. These results are related to a down regulation of iNOS, to a restoration of the AKT/eNOS pathway, and to alpha-adrenoreceptor resensitization. These results open new perspectives in clinical treatment of I/R