In vorliegender Arbeit sollte untersucht werden, in wieweit die Abwesenheit von P2Y1-Rezeptoren die cholinerge, GABAerge und glutamaterge Transmission beeinflusst. Hierfür wurden P2Y1-Rezeptor-defiziente Mäuse im Alter von 3-4 Monaten einem Screening nach repräsentativen Markern der genannten Transmissionssysteme unterzogen. So konnten in Hirnen P2Y1-Rezeptor-defizienter Mäuse reduzierte Aktivitäten der Acetylcholinesterase im Nc. arcuatus und Substantia nigra sowie Veränderungen in den Bindungsspiegeln der M1-muskarinischen Acetylcholinrezeptoren im ventromedialen Hypothalamus beobachtet werden, während die nikotinischen Acetylcholinrezeptoren kaum beeinflusst waren. Weiter wurden im cingulären Kortex, Nc. accumbens, Hippocampus, ventromedialer und lateraler Hypothalamus sowie im auditorischen und visuellen Kortex von P2Y1-Rezeptor-defizienten Mäusen erhöhte GABAA-Rezeptorbindungen im Vergleich zu Wildtyp-Mäusen gemessen, während kein Einfluss der P2Y1-Rezeptor-Defizienz auf NMDA-Rezeptoren gefunden wurde. In P2Y1-Rezeptor-defizienten Mäusen konnten keine Anzeichen von oxidativem Stress oder veränderter Expression des Amyloidvorläuferproteins beobachtet werden. Die Erhöhung der GABAA-Rezeptorbindung in den mesolimbischen Hirnregionen der P2Y1-Rezeptor-defizienten Mäuse steht im Einklang mit Verhaltensbefunden, die zeigen, dass diese Rezeptoren bei der Vermittlung appetitiver und aversiver Reaktionen eine wichtige Rolle spielen.

In vorliegender Arbeit sollte untersucht werden, in wieweit die Abwesenheit von P2Y1-Rezeptoren die cholinerge, GABAerge und glutamaterge Transmission beeinflusst. Hierfür wurden P2Y1-Rezeptor-defiziente Mäuse im Alter von 3-4 Monaten einem Screening nach repräsentativen Markern der genannten Transmissionssysteme unterzogen. So konnten in Hirnen P2Y1-Rezeptor-defizienter Mäuse reduzierte Aktivitäten der Acetylcholinesterase im Nc. arcuatus und Substantia nigra sowie Veränderungen in den Bindungsspiegeln der M1-muskarinischen Acetylcholinrezeptoren im ventromedialen Hypothalamus beobachtet werden, während die nikotinischen Acetylcholinrezeptoren kaum beeinflusst waren. Weiter wurden im cingulären Kortex, Nc. accumbens, Hippocampus, ventromedialer und lateraler Hypothalamus sowie im auditorischen und visuellen Kortex von P2Y1-Rezeptor-defizienten Mäusen erhöhte GABAA-Rezeptorbindungen im Vergleich zu Wildtyp-Mäusen gemessen, während kein Einfluss der P2Y1-Rezeptor-Defizienz auf NMDA-Rezeptoren gefunden wurde. In P2Y1-Rezeptor-defizienten Mäusen konnten keine Anzeichen von oxidativem Stress oder veränderter Expression des Amyloidvorläuferproteins beobachtet werden. Die Erhöhung der GABAA-Rezeptorbindung in den mesolimbischen Hirnregionen der P2Y1-Rezeptor-defizienten Mäuse steht im Einklang mit Verhaltensbefunden, die zeigen, dass diese Rezeptoren bei der Vermittlung appetitiver und aversiver Reaktionen eine wichtige Rolle spielen.

Adulte Neurogenese steht im fokus der Neurowissenschaften. Die Neurogenese im Hippokampus spielt eine wichtige Rolle nach verschiedenen pathophysiologischen Ereignissen, z.B. nach epileptischen Anfällen. ATP ist ein wichtiger extrazellulärer Botenstoff, der auch im Gehirn verschiedene Prozesse beinflusst. Es wurden funktionelle P2X7- und P2Y1-Rezeptore an den Vorläuferzellen nachgewiesen. Unsere Hypothese lautet: nach einen epileptischen Anfall kommt es zur massiven Ausströmung von ATP, welches durch P2Y1-Rezeptore die Neurogenese fördert. Dieser Prozess wird durch die Aktivierung der P2X7-Rezeptoren entegegengesteuert, indem der Zelltod der neuen Zellen eingeleitet wird.

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Les plaquettes sanguines sont les principaux acteurs de l’hémostase primaire et de la thrombose, deux éléments majeurs de la physiopathologie vasculaire. Plusieurs médicaments régulent les fonctions plaquettaires mais peu de tests sont validés pour suivre leur efficacité en fonction de l’évolution clinique des patients. Mon doctorat a eu pour but de développer de nouvelles approches d’évaluation de la fonction plaquettaire. Deux essais cliniques réalisés sur des patients atteints de syndrome coronarien stable ont constitué la première partie de mon doctorat. La première étude met en évidence la nécessité d'une standardisation des tests biologiques pour la détection de patients répondant moins au clopidogrel, un inhibiteur du récepteur plaquettaire de l'ADP P2Y12. L’étude suivante montre le potentiel thérapeutique, chez ces patients, de l’inhibition conjointe de P2Y12 et du second récepteur plaquettaire de l'ADP P2Y1, sur la fonction plaquettaire. De plus, le suivi en temps réel par vidéomiscroscopie a permis de distinguer des effets précoces et tardifs des antiplaquettaires sur la formation du thrombus en chambre de perfusion. La seconde partie de mon doctorat concerne les microdomaines membranaires de type « lipid rafts » qui tiennent une place fondamentale dans les fonctions cellulaires et plaquettaires. Ainsi plusieurs récepteurs dépendent de ces microdomaines, régulant la fonction plaquettaire et les effets des médicaments antiplaquettaires. Cependant, les techniques d’étude de ces microdomaines sont complexes et peu adaptées aux études cliniques. Profitant de nouvelles sondes fluorescentes sensibles au niveau d’ordre liquide membranaire (OLM), nous avons développé une méthode de mesure de l’OLM par cytométrie de flux spectrale. Grâce à cette approche, nous avons montré que l’activation plaquettaire diminue l’OLM alors qu’il est augmenté chez des patients traités par un inhibiteur de la synthèse du cholestérol ou par le clopidogrel. Nous avons également mis en évidence, en condition de forces de cisaillement élevées correspondant à celles retrouvées au niveau de sténoses artérielles, une sous-population plaquettaire présentant un OLM plus bas. Le passage dans le domaine clinique de ces approches fondamentales qui privilégient l’étude dynamique des plaquettes pourrait permettre d’améliorer le diagnostique et le suivi de traitement de pathologies cardiovasculaires. / Blood platelets play a central role in primary hemostasis and thrombosis, two major elements of vascular physiopathology. Although a number of drugs regulate platelet functions, there are no validated tests that monitor their efficacy on the basis of the patients' clinical course. This doctorate, therefore, aims to develop novel approaches to evaluate platelet function. The first part of my work consisted of two clinical trials involving patients with stable coronary syndrome. The first study demonstrated the need for standardized biological tests to screen for patients who respond less well to clopidogrel, an ADP P2Y12 receptor antagonist. The second study showed the therapeutic potential of the joint inhibition of P2Y12 and P2Y1 receptors on platelet adhesion, activation, and aggregation for these patients. Furthermore, a video microscopy model using perfusion chambers made it possible to monitor the course of thrombosis in real time, and enabled us to dissociate the early and late effects of the antiplatelet drugs. Lipid raft membrane microdomains play a pivotal role in many cell functions. At the platelet level, many receptors depend on these microdomains and thus modulate the function as well as the drug sensitivity of platelets. However, current techniques for the study of these microdomains are complex and limit their clinical applications. By taking advantage of new fluorescent probes that are sensitive to the level of the membrane order, we developed a method of measuring the membrane order using spectral flow cytometry. Through this approach we showed that platelet activation reduced the lipid order of the membranes, whereas it was increased in patients treated with a cholesterol synthesis inhibitor or clopidogrel. It was also possible for us to demonstrate the appearance, under shear stress similar to that of stenotic arteries, of a platelet sub-population with a very low membrane order. These approaches which privilege the dynamic study of thrombi and platelets could be applied to the clinical practice and thus widen the fields of clinical studies.

Les plaquettes sanguines sont les principaux acteurs de l’hémostase primaire et de la thrombose, deux éléments majeurs de la physiopathologie vasculaire. Plusieurs médicaments régulent les fonctions plaquettaires mais peu de tests sont validés pour suivre leur efficacité en fonction de l’évolution clinique des patients. Mon doctorat a eu pour but de développer de nouvelles approches d’évaluation de la fonction plaquettaire. Deux essais cliniques réalisés sur des patients atteints de syndrome coronarien stable ont constitué la première partie de mon doctorat. La première étude met en évidence la nécessité d'une standardisation des tests biologiques pour la détection de patients répondant moins au clopidogrel, un inhibiteur du récepteur plaquettaire de l'ADP P2Y12. L’étude suivante montre le potentiel thérapeutique, chez ces patients, de l’inhibition conjointe de P2Y12 et du second récepteur plaquettaire de l'ADP P2Y1, sur la fonction plaquettaire. De plus, le suivi en temps réel par vidéomiscroscopie a permis de distinguer des effets précoces et tardifs des antiplaquettaires sur la formation du thrombus en chambre de perfusion. La seconde partie de mon doctorat concerne les microdomaines membranaires de type « lipid rafts » qui tiennent une place fondamentale dans les fonctions cellulaires et plaquettaires. Ainsi plusieurs récepteurs dépendent de ces microdomaines, régulant la fonction plaquettaire et les effets des médicaments antiplaquettaires. Cependant, les techniques d’étude de ces microdomaines sont complexes et peu adaptées aux études cliniques. Profitant de nouvelles sondes fluorescentes sensibles au niveau d’ordre liquide membranaire (OLM), nous avons développé une méthode de mesure de l’OLM par cytométrie de flux spectrale. Grâce à cette approche, nous avons montré que l’activation plaquettaire diminue l’OLM alors qu’il est augmenté chez des patients traités par un inhibiteur de la synthèse du cholestérol ou par le clopidogrel. Nous avons également mis en évidence, en condition de forces de cisaillement élevées correspondant à celles retrouvées au niveau de sténoses artérielles, une sous-population plaquettaire présentant un OLM plus bas. Le passage dans le domaine clinique de ces approches fondamentales qui privilégient l’étude dynamique des plaquettes pourrait permettre d’améliorer le diagnostique et le suivi de traitement de pathologies cardiovasculaires. / Blood platelets play a central role in primary hemostasis and thrombosis, two major elements of vascular physiopathology. Although a number of drugs regulate platelet functions, there are no validated tests that monitor their efficacy on the basis of the patients' clinical course. This doctorate, therefore, aims to develop novel approaches to evaluate platelet function. The first part of my work consisted of two clinical trials involving patients with stable coronary syndrome. The first study demonstrated the need for standardized biological tests to screen for patients who respond less well to clopidogrel, an ADP P2Y12 receptor antagonist. The second study showed the therapeutic potential of the joint inhibition of P2Y12 and P2Y1 receptors on platelet adhesion, activation, and aggregation for these patients. Furthermore, a video microscopy model using perfusion chambers made it possible to monitor the course of thrombosis in real time, and enabled us to dissociate the early and late effects of the antiplatelet drugs. Lipid raft membrane microdomains play a pivotal role in many cell functions. At the platelet level, many receptors depend on these microdomains and thus modulate the function as well as the drug sensitivity of platelets. However, current techniques for the study of these microdomains are complex and limit their clinical applications. By taking advantage of new fluorescent probes that are sensitive to the level of the membrane order, we developed a method of measuring the membrane order using spectral flow cytometry. Through this approach we showed that platelet activation reduced the lipid order of the membranes, whereas it was increased in patients treated with a cholesterol synthesis inhibitor or clopidogrel. It was also possible for us to demonstrate the appearance, under shear stress similar to that of stenotic arteries, of a platelet sub-population with a very low membrane order. These approaches which privilege the dynamic study of thrombi and platelets could be applied to the clinical practice and thus widen the fields of clinical studies.

Increase in the cytoplasmic Ca2+ concentration ([Ca2+]i) in the β-cells triggers insulin exocytosis. Among the Ca2+ channels present in the plasma membrane, the transient receptor potential (TRP) channels receptors are currently of great interest. The mechanisms by which the extracellular adenosine diphosphate ribose (ADPr) increases the [Ca2+]i is unknown. Our aims were to study the roles of the TRP channels in the tolbutamide induced [Ca2+]i increase and to identify the surface receptor that is activated by ADPr. We used S5 cells, a highly differentiated rat insulinoma cell line, as a model for β-cells. Single cell ratiometric microfluorometry was used to measure the [Ca2+]i changes in the Fura-2 loaded cells. Tolbutamide increased [Ca2+]i in the form of oscillations. After tolbutamide increased [Ca2+]i,capsazepine, a potent blocker of the transient receptor potential vanilloid subtype 1 (TRPV1) channel was added to the β-cells, which reduced the tolbutamide-induced [Ca2+]i increase. capsazepine, N-(p-Amylcinnamoyl) anthranilic acid (ACA),  TRPM2 channel blocker, and triphenyl phosphine oxide (TPPO), TRPM5 channel blocker were tested for their effect on potassium chloride (KCl) induced [Ca2+]i response. These blockers did not inhibit the KCl induced [Ca2+]i increase.   Adenosine diphosphate ribose (ADPr) increased [Ca2+]i in the form of initial transient peak followed by an elevated plateau. Application of ADPr shortly after a prior application and washout of Adenosine diphosphate (ADP) elicited only small [Ca2+]i increase  indicating desensitization of the receptor involved. 2´deoxy-N6-methyladenosine 3´5´bis-phosphate (MRS2179), and chloro N6-methyl-(N)-methanocarba 2´deoxyadenosine 3´5´ bis-phosphate (MRS2279), two selective inhibitors of P2Y1 receptor, abolished the ADPr-induced [Ca2+]i increase. Tolbutamide closes ATP sensitive potassium (KATP) channels. Our results demonstrate that besides the closure of the KATP channels, inward cation currents carried by Ca2+through the TRPV1 channel are necessary for depolarization to the threshold for the activation of the voltage gated calcium channels (VGCC) to increase the [Ca2+]i. Our results also show that ADPr increases [Ca2+]i by activating the P2Y1 receptor.

Alors que la plaquette a un rôle prépondérant dans le maintient de l'hémostase, son implication dans la formation de la thrombose est également incontestée. Il existe à présent des traitements antiplaquettaires mais ceux-ci présentent quelques failles. Le but de ma maîtrise a donc été de caractériser de nouvelles voies d'inhibition de l'activité plaquettaire. Les deux études qui ont été réalisées concernent l'inhibition de récepteurs couplés aux protéines G, soit le récepteur à l'ADP P2Y1 et le récepteur à la thrombine PAR-1. Dans un premier temps, l'étude du récepteur P2Y1 suggère que l'inhibition de celui-ci seul ou en combinaison avec l'inhibition du récepteur P2Y12 présente un potentiel thérapeutique chez des patients coronariens stables. Dans un deuxième temps, l'étude d'un nouvel antiplaquettaire qui est présentement en phase III de son développement clinique, soit le SCH 530348, a été effectuée. Étant un antagoniste du récepteur PAR-1, le SCH 530348 a des effets qui se répercutent à la fois chez la plaquette et les leucocytes qui possèdent eux aussi ce récepteur. Cette deuxième étude suggère que complémentairement à son effet chez la plaquette, cet inhibiteur diminue les marqueurs de l'inflammation systémique. / Platelets have a central role in haemostasis as well as in the pathology of atherothrombotic disease. Antiplatelet therapy is the standard treatment for patients with coronary heart disease. However, the current antiplatelet agents show some disadvantages. The aim of my studies was then to describe the effect of inhibition of platelet activation pathways that are not yet the target of clinically used therapies. The two studies that were performed are regarding the inhibition of two G coupledprotein receptors, which are the ADP P2Y1 receptor and the thrombin PAR-1 receptor. First, the study of P2Y1 receptor revealed that its inhibition alone or in combination with the inhibition of P2Y12 receptor show a therapeutic potential in patients with stable coronary disease. Second, the study of a novel antiplatelet agent, SCH 530348, which is in phase III of its clinical development, has been carried out. SCH 530348, which is a PAR-1 receptor antagonist, can therefore act on platelets as well as on leukocytes which also express this receptor. This second study showed that additionally to its effect on platelet activation inhibition, SCH 530348 also reduces the cell-surface markers of systemic inflammation.

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