La formation du caillot de fibrine, processus clé de la coagulation sanguine, implique la polymérisation des monomères de fibrine en un réseau de fibres. Ce réseau contrôle les propriétés mécaniques du caillot et constitue le squelette sur lequel se base la cicatrisation. Si l’influence des conditions de réaction (pH, concentration, …) est bien connue, le rôle de la composition du fibrinogène sur la structure de la fibrine est inexploré. Cet aspect pourrait être important pour les pathologies cardiovasculaires qui présentent toutes une structure de fibrine anormale.Nous avons étudié la relation entre la composition de plusieurs fibrinogènes et les propriétés structurelles nano- et micro-métriques ainsi que la mécanique des caillots de fibrine. La composition en protéines co-purifiées de ces fibrinogènes a peu d’influence, alors que le profil de polydispersité contrôle la structure multi-échelle de la fibrine. Des mesures de diffusion des rayons x, de spectrophotométrie multi-longueur d’ondes et de microscopie confocale ont mis en évidence que les fibres provenant des fibrinogènes monodisperses sont quasi-cristallines, droites et rigides. Les fibres provenant de fibrinogènes polydisperses sont, elles, beaucoup moins organisées, courbées, avec un module de rigidité faible. Enfin, les propriétés mécaniques de la fibrine ont montré que la réponse des caillots aux déformations, aussi que les scenarios de rupture, sont directement liés à sa structure et donc significativement dépendants du profil de polydispersité des fibrinogènes. Ces résultats ouvrent de nouvelles perspectives dans plusieurs domaines, que ce soit pour l’utilisation optimale des fibrinogènes pour les dysfibrinogénémies et hémorragies, mais également pour la reconstruction tissulaire, ainsi que la compréhension du lien entre la structure anormale des caillots et les maladies cardiovasculaires. / Fibrin clot formation is one of the major processes leading to blood clotting. It involves the polymerization of fibrin monomers into a network of fibrin fibres. This network controls the mechanical properties of the clot and serves as a skeleton for wound healing. Environmental factors (pH, concentration, …) have been proved to influence polymerization, however the role of fibrinogen composition on the structure of fibrin remains unexplored. This aspect might be important for the case of cardiovascular pathologies, which present abnormal fibrin structures.We have determined the relation between different sources of fibrinogen with the nano- and micro-metric structural and mechanical properties of fibrin clots. The composition in co-purified proteins of the fibrinogens has no significant importance, however the polydispersity profile controls the multiscale properties of fibrin. Indeed, x-ray scattering, multi-wavelength spectrophotometry and confocal microscopy measurements have proved that fibres from monodisperse fibrinogens are quasi-crystalline, straight and rigid. Fibres from polydisperse fibrinogens are less organised, curbed and less rigid. Finally, the mechanical properties of fibrin showed that the response of clots to deformation, as well as the scenarios of rupture are closely related to the structure, and consequently related to the profiles of polydispersity. This opens outstanding perspectives in many fields such the optimisation of fibrinogen’s use on dysfibrinogenemias or haemorrhages, tissue regeneration or the understanding between the abnormal structure of clots and cardiovascular diseases.

Le rôle du fibrinogène dans les coagulopathies par hémorragie a fait récemment l'objet de travaux importants, la plupart hors du champ obstétrical. L'adaptation de la coagulation et du fibrinogène au cours de la grossesse est méconnue même si sa mise en jeu paraît indispensable à l'hémostase utérine lors de la délivrance. Nous avons donc étudié les modifications gestationnelles du fibrinogène et analysé leurs impacts sur la coagulation et l'hémorragie de la délivrance (HDD). Nous avons montré que le fibrinogène augmentait progressivement pendant la grossesse pour atteindre [3,5-6,5 g/L] (5ème-95ème p.) au 3ème trimestre. L'étude en thromboélastométrie (TEM) a révélé une élévation progressive du "potentiel coagulant" et de la fermeté du caillot chez la femme enceinte. Nous avons ensuite analysé le lien entre le taux initial de fibrinogène lors d'une HDD et le risque d'aggravation (Etude PITHAGORE 6). Le taux de fibrinogène était le meilleur marqueur du risque d'évolution grave. Des seuils de fibrinogène inférieurs à 2 et 3 g/L étaient associés à un risque accru d'aggravation par rapport aux femmes avec un taux > 3 g/L (respectivement OR=11,99 ; IC95% [2,56-56,06] et OR=1.90; IC95% [1,16-3,09]. Enfin l'étude en TEM a montré que les paramètres précoces CA5- et CA15-FIBTEM étaient étroitement corrélés aux taux de fibrinogène lors des HDD permettant l'optimisation du monitorage de la coagulation. Nos résultats nous conduisent à proposer deux scores de coagulopathie obstétricale prenant en compte les spécificités de la grossesse. Des essais seront nécessaires pour valider la pertinence de ces scores et pour évaluer le bénéfice de la compensation précoce en fibrinogène dans les HDD / The role of fibrinogen in haemorrhage-induced coagulopathies has recently been the subject of important work, most of it outside the field of obstetrics. The changes in coagulation and fibrinogen during pregnancy are poorly understood, even though its involvement is essential for uterine haemostasis during the afterbirth. We thus studied the course of fibrinogen levels during pregnancy and analysed their effects on coagulation and postpartum (third-stage) haemorrhage (PPH). We showed that fibrinogen increases progressively during pregnancy, reaching [3.5-6.5 g/L] (5th-95th p.) during the 3rd trimester. The thromboelastometry (TEM) study revealed a progressive increase in the coagulant potential and firmness of clots in pregnant women. We then analysed the association between the initial fibrinogen level during PPH and the risk of aggravation (in the PITHAGORE 6 study). A woman's fibrinogen level was the best marker of the risk that her condition would worsen. Thresholds below 2 and 3 g/L were associated with higher risks of aggravation than in women with fibrinogen concentrations >3g/L (respectively OR=11.99 ; 95% CI [2.56-56.06] and OR=1.90; 95% CI [1.16-3.09]. Finally the TEM study showed that FIBTEM assessment of the early indicators, clot amplitude at 5 and 15 minutes (CA5 and CA15), was closely correlated with fibrinogen levels during PPH and thus helped to optimise coagulation monitoring. Our results lead us to suggest two obstetric coagulopathy scores that take the specificities of pregnancy into account. Trials will be necessary to validate their relevance and to assess the benefits of early fibrinogen replacement in PPH

L'étude systématique de l'hémostase post-thrombolytique a été peu étudiée. Chez 80 malades thrombolysés consécutifs, une étude prospective a comporté l'étude – aux heures 0, 2 et 24 – des facteurs de l'hémostase suivants: fibrinogène, plasminogène, PDF (produits de dégradation de la fibrine et du fibrinogène), D-dimères, alpha2-antiplasmine et facteur XIII, ainsi que l'hématocrite et la numération plaquettaire. Des calculs statistiques approfondis ont exploré les corrélations des variations des facteurs hémostatiques entre eux et avec 37 paramètres cliniques et étiologiques. Processus moléculaires post-thrombolytiques. Le rt-PA induit deux processus, indépendants statistiquement à la 2ème heure: d'une part une élévation des PDF et des D-dimères; d'autre part, une baisse du fibrinogène, corrélée à une baisse du plasminogène (r=0,48, p=0.01), de l'alpha2-antiplasmine (r=0.48, p =0.004) et du facteur XIII (r=0.44, p=0.01). La baisse du plasminogène est corrélée significativement avec celle de l'alpha2-antiplasmine (r=0.77, p<0.001), et du facteur XIII (r=0.47, p=0.02). La mise en jeu de facteurs anti-fibrinolytiques, qui n'avait jamais été décrite précédemment, peut jouer un rôle dans une limitation de la fibrinolyse et dans la rethrombose. Des corrélations sont notées entre la baisse précoce du plasminogène et l'étiologie cardioembolique (p=0.04), et un mauvais pronostic final (p=0.03), possiblement en rapport la thrombolyse intense de gros caillots. Les hématomes intra-cérébraux parenchymateux (HP) sont liés significativement à la baisse du fibrinogène (p=0.01) et à l'augmentation des PDF (p=0.01). Une baisse du fibrinogène au-dessous de 2g/L multiplie la probabilité de HP précoce par un facteur 12,82. Ainsi est confirmé le modèle d'une “coagulopathie précoce avec dégradation du fibrinogène”», prédictive de l'hématome, proposé par l'équipe lyonnaise de thrombolyse en 2004 / A systematic study of post-thrombolytic haemostasis has rarely been performed. In 80 consecutive patients, we have prospectively studied at hours 0, 2 and 24 the following parameters: fibrinogen, plasminogen, alpha2-antiplasmin, factor XIII, fibrin(ogen) Degradation Products (FDP), D-dimers, haematocrit and platelet count. Comprehensive statistical studies calculated correlations of the haemostatic values betwen themselves and with 38 etiological and clinical parameters. Molecular dynamics. Two changes between h0 and h2 were statistically independent: an increase in FDP and D-Dimers; a decrease in fibrinogen, plasminogen, alpha2-antiplasmin and factor XIII. At h2, the decrease in fibrinogen was significantly correlated with that of plasminogen (0.48, p = 0.01), alpha2-antiplasmin (0.48, p = 0.004), and factor XIII (0.44, p = 0.01). The decrease in plasminogen was significantly correlated with those of antifibrinolytic components, alpha2-antiplasmin (r=0.77, p<0.001) and factor XIII (0.47, p=0.02). To our knowledge, such an activation of antifibrinolytic components had not hitherto been mentioned. The h2 decrease of plasminogen was correlated with cardioembolic etiology (p=0.04) and final poor oucome (p=0.03), a fact possibly due to intense thrombolysis of large clots. Patients having early parenchymal hematomas (PH) showed h2 haemostasis disturbances: high FDP (p=0.01), and low fibrinogen (p=0.01). The decrease in fibrinogen less than 2g/L multiplies the odds of early PH by a factor 12.82. Thus, we confirm the model of an “early fibrinogen degradation coagulopathy” predictive of hematomas, which had been coined by the Lyon thrombolysis team in 2004

L’utilisation de nanoparticules (NPs) dans un milieu biologique est de plus en plus importante, alors que leur assimilation et leur toxicité reste peu maitrisée. Dans ce contexte l’objectif de ce travail est d’étudier l’interaction entre nanoparticules de dioxyde de titane (TiO2) avec des protéines ainsi que leur possible impact sur leurs propriétés structurales. Trois protéines d’intérêt ont été choisies: une protéine de la matrice extra cellulaire, le collagène, et deux protéines du plasma sanguin, l’albumine et le fibrinogène. Le choix a été basé sur l’importance biologique de ces protéines lors des interactions avec des NPs et sur la différence de leurs structures tridimensionnelles. L’étude de l’interaction protéine-NPs a été réalisée en solution et en phase adsorbée dans différentes conditions de température et de temps d’incubation. Dans un premier temps des nanoparticules de dioxyde de titane ont été synthétisées par voie solvothermale, afin d’obtenir des nanoparticules de tailles et de formes contrôlées. Deux types de nanoparticules ont été sélectionnés en vues d’étudier l’effet de forme et de taille sur l’interaction protéines-nanoparticules: des nano-sphères de diamètre de 8 à 10 nm et des nano-bâtonnets d’environ 8 nm de largeur et 23 nm longueur. Leur comportement en solution physiologique ainsi que leur réactivité ont été caractérisé par DSL et absorption UV montrant une inhibition des propriétés catalytiques ainsi qu’une forte agrégation en solution tampon phosphate saline (PBS). Dans un deuxième temps les propriétés d’adsorption du collagène en présence de nanoparticules furent étudiées sur deux types de surfaces l’une hydrophobe et l’autre hydrophile par XPS et imagerie AFM ainsi que par des mesures de forces AFM. Le comportement du collagène en solution en présence de nanoparticules a été caractérisé par ATR liquide. Les observations suggèrent que la formation des fibrilles à l’interface surface-solution de collagène est affectée par le caractère hydrophobe ou hydrophile de la surface ainsi que par la présence de nanoparticules. Enfin les propriétés d’adsorption de la HSA et du fibrinogène en présence de nanoparticules furent étudiées sur une surface hydrophile par imagerie AFM et analyses XPS. Leur comportement en solution en présence de nanoparticules fut étudié par ATR liquide. Les résultats suggèrent deux comportements différents des protéines en présence de nanoparticules pouvant être attribués propriétés physicochimiques différentes des protéines. La HSA subit d’importants changements structuraux en présence de nanoparticules contrairement au fibrinogène.L’étude en phase liquide de l’interaction protéine-nanoparticules couplé à l’étude en phase adsorbées des protéines permet de déterminer les phénomènes impliqués lors de cette interaction ainsi que leurs conséquences sur les protéines, de plus l’utilisation de nanoparticules de taille et forme différentes permet d’étudier la sensibilité des protéines à ces facteurs. / The extensive use of NPs in a biological environment raises the problem of their assimilation or their toxicity, the main objective of this work is to study the interaction of TiO2 NPs with proteins as well as their possible impact on the structural properties of proteins. Three proteins were chosen, a protein of the extracellular matrix, the collagen, and two proteins of the plasma blood, the albumin and the fibrinogen for their biological importance as well as for their various tridimensional structures. The study of the protein-nanoparticle interaction was realized in solution and in the adsorbed phase under various condition of temperature and incubation time. First, titanium dioxide NPs were synthesized by a solvothermal method, NPs with controlled size and form were obtained. Two types of NPs were selected in order to study the effect of shape and size on the protein-NPs interaction: nano-spheres with a diameter of 8 to 10 nm and nano-rods with a width about 8 nm and a length of 23 nm. The behavior in physiological solution as well as the reactivity were characterized by DSL and UV absorption showing an inhibition of catalytic properties as well as a strong aggregation in phosphate buffer saline solution (PBS). Second, the adsorption properties of the collagen in the presence of NPs were studied on two kinds of surfaces, one hydrophobic and the other hydrophilic by XPS and AFM imaging as well as by AFM force measurements. The behavior of the collagen in solution in the presence of NPs was characterized by liquid ATR. The observations suggest that the formation of fibrils at the surface- collagen solution interface is affected by the hydrophobic or the hydrophilic character of the surface as well as by the presence of NPs. In the last part the adsorption properties of HSA and fibrinogen in the presence of NPs were studied on a hydrophilic surface by AFM imaging and XPS analyses. Their behaviors in solution in the presence of NPs were studied by liquid ATR. The results suggest two different behaviors of proteins in the presence of NPs, which can be attributed to the different physico-chemical properties of the proteins. HSA undergoes important structural changes in the presence of NPs but not fibrinogen. The study in the liquid phase of the protein-nanoparticle interaction, coupled to study of proteins in the adsorbed phase allows determining the involved phenomenon during the protein-nanoparticle interaction as well as the consequences on protein adsorption. Moreover, the use of NPs with different sizes and shapes revealed the sensitivity of proteins to these factors.

Au décours d'une première embolie pulmonaire (EP), certains patients présentent un syndrome post EP : un tiers des patients ont une obstruction persistante de la vascularisation pulmonaire, associée à la persistance d'une dyspnée et une limitation des performances à l'effort. Certains patients présenteront une récidive d'EP ou, plus rarement, une hypertension pulmonaire, dont les séquelles perfusionnelles sont un critère diagnostique indispensable. Le rôle et la physiopathologie des séquelles perfusionnelles au cours du syndrome post EP est incomprise. Ce travail a mis en évidence l'existence d'un risque majoré de récidive d'EP (odds ratio 1,9) chez les patients présentant des séquelles perfusionnelles >10% à la vascularisation pulmonaire. L'analyse des propriétés fonctionnelles du fibrinogène purifié à partir du plasma de patients suivis pour une première EP améliore la prédiction de séquelles perfusionnelles confirmant le rôle clé de celui-ci dans la physiopathologie de la maladie. Ainsi, une forte proportion de chaine Bβ porteuse d'un seul résidu acide sialique majore le risque de séquelles. L'étude des cellules endothéliales circulantes à la phase aigüe et après une EP montre que les patients qui développeront des séquelles mobilisent peu de cellules endothéliales, témoignant d'une forte altération des processus de réparation de l'endothélium pulmonaire. L'interaction de la fibrine avec les progéniteurs endothéliaux dans cette anomalie de la régulation est possible : les progéniteurs expriment le récepteur VLDLr dont l'épitope β15-42 de la fibrine est un ligand impliqué dans la régulation du cycle cellulaire et l'inhibition de l'angiogenèse. / Pulmonary vascular sequels after pulmonary embolism: prognosis, prediction and physiopathologyAbstract: Post Pulmonary Embolism (PE) syndrome is not rare after PE: one third of the patients presents residual pulmonary vascular obstruction (RPVO) traducing sequels associated with increased dyspnea and impaired exercise capacity. Some of these patients will suffer PE recurrence or, more rarely, chronic thromboembolic pulmonary hypertension, whose one the diagnosis criteria is persistent perfusion defect. Prognosis value and mechanisms underlying vascular sequels are still unclear. The present work shows that RPVO > 10% after a first PE is associated with an increased risk for venous thromboembolism recurrence (odds ratio 1.9). Secondly, fibrinogen properties were investigated in PE patients. Patients with RPVO >10% presented more monosialiated Bβchain form. Prediction models for RPVO that include fibrinogen analysis were more accurate than those without fibrinogen data; This results highlights the key role of fibrin in the pathophysiology of chronic venous thromboembolism. Interestingly, the present work shows that patient who will present RPVO had an impaired endothelial cells mobilization. Compared to patients without RPVO, patients with RPVO had lower circulating endothelial cells at the acute phase of PE. This endothelial dysfunction is probably triggered by endothelial progenitors that expressed the very low density lipoprotein receptor (VLDLr), implicated in the inhibition of angiogenesis and able to bind the β15-42 N terminal sequence of the fibrin Bβ chain.

Streptococcus agalactiae est la première cause d’infections invasives chez le nouveau né et, malgré la mise en place de stratégies de prévention, cette bactérie reste le principal agent étiologique des infections néonatales. Les souches de séquence type 17, dites hyper-virulentes, sont particulièrement associées avec les méningites, type d’infection ayant des conséquences lourdes en terme de mortalité et morbidité. Ce clone possède des caractéristiques uniques, telle que la fixation au fibrinogène, ainsi qu’un répertoire de protéines de surface qui lui sont spécifiques. Parmi ces protéines, Srr2 appartient à une famille de larges glycoprotéines streptococcales et staphylococcales impliquées dans la pathogénicité. Un domaine central de Srr2, le domaine BR, est responsable de la fixation spécifique du fibrinogène par le clone ST-17, ainsi qu’au plasminogène et à divers composants de la matrice extracellulaire. Cette protéine promeut ainsi l’adhésion et le franchissement des barrières cellulaires. L’interaction de Srr2 avec les systèmes fibrinolytique et de coagulation de l’hôte favorise la dissémination bactérienne par l’activation de la fibrinolyse, et la persistance de la bactérie dans l’organisme par la formation d’agrégats bactériens. La liaison de Srr2 avec le fibrinogène semble également promouvoir la persistance bactérienne en favorisant l’internalisation et la survie dans les macrophages. Ainsi, la protéine Srr2 confère un avantage pour le processus infectieux du clone ST-17 dans l’hôte, et constitue une cible vaccinale intéressante pour la prévention des infections à S. agalactiae. / Streptococcus agalactiae is the leading cause of invasive infections in neonates. Despite the implementation of prevention strategies, this bacterium remains the main etiological agent of neonatal infections. Hyper-virulent sequence-type 17 strains are particularly associated with meningitis, a type of infection with serious consequences in terms of mortality and morbidity. This clone has unique characteristics, such as fibrinogen binding, and a panel of specific surface proteins. Among these proteins, Srr2 belongs to a family of large streptococcal and staphylococcal glycoproteins involved in pathogenicity. A central domain of Srr2, BR domain, is responsible for the specific binding of fibrinogen by the ST -17 clone and also binds plasminogen and various components of the extracellular matrix. Thereby, it promotes adhesion and crossing of cellular barriers. The interaction of Srr2 with fibrinolytic and coagulation systems of the host could promote bacterial spread through the activation of fibrinolysis and the persistence of the bacteria in the host by the formation of bacterial aggregates. The interaction of Srr2 with fibrinogen also seems to promote bacterial persistence in promoting the internalization and survival of the bacteria in macrophages. Thus, Srr2 confers an advantage to the infectious process of the ST- 17 clone in the host and is an attractive vaccine candidate for the prevention of S. agalactiae infections.