L’insuffisance rénale aiguë (IRA) est une pathologie fréquente en réanimation. Elle est associée à une mortalité et une morbidité importante. Le sepsis en est la cause la plus fréquente. La compréhension de la physiopathologie du sepsis et de ses complications a beaucoup progressé ces dernières années mais ne s’est pas encore traduite par des avancées thérapeutiques significatives en pratique clinique. Le paradigme d’une altération de la perfusion sanguine comme paramètre clé de la constitution des lésions rénales a ainsi été remis en question, plusieurs travaux révélant que le débit sanguin rénal n’est pas toujours altéré en cas de sepsis, et qu’une IRA peut se développer en cas de débit sanguin rénal préservé, voire augmenté. Le sepsis est caractérisé par de profondes perturbations de la réponse immunitaire et une réaction inflammatoire disproportionnée. A l’origine de l’atteinte rénale, l’inflammation et les altérations de la microcirculation sont maintenant considérés comme des mécanismes physiopathologiques fondamentaux. Au-delà de leur rôle dans l’hémostase, la contribution des plaquettes sanguines à la réponse inflammatoire, au maintien de l’intégrité tissulaire et à la défense contre les infections a considérablement élargi le spectre de leurs compétences et en a fait des acteurs physiopathologiques potentiels dans le sepsis. Les plaquettes sanguines exercent la plupart de ces fonctions grâce à l’expression de nombreux médiateurs membranaires ou solubles. Parmi eux, le CD154 tient une place particulière : les plaquettes sont une source essentielle de CD154 dans l’organisme et il joue un rôle central dans la réponse inflammatoire. Nous proposons dans ce travail un aperçu de ces avancées physiopathologiques récentes et nous discutons de la contribution des plaquettes et du CD154 dans les atteintes microcirculatoires et les défaillances multi-viscérales dans le sepsis. Nous nous sommes intéressés au rôle pro-inflammatoire du CD154 en conditions d’hypoxie au niveau de l’épithélium tubulaire rénal. Des données récentes soulignent en effet l’importance de l’hypoxie dans la réaction inflammatoire. Le contrôle de la production d’interleukine (IL)-6, une cytokine centrale de la réponse inflammatoire, par le CD154 a été étudié dans un modèle de culture de cellules épithéliales tubulaires (CET) rénales. Un modèle murin d’IRA par ischémie/reperfusion rénale a également été mis au point et appliqué à des souris déficientes en CD154 et CD40. Nos travaux révèlent que le CD154 induit fortement la sécrétion d’IL-6 par les CET en conditions d’hypoxie et que les souris déficientes en CD154 régénèrent plus rapidement leur épithélium tubulaire après ischémie/reperfusion rénale. Ces résultats pourraient ouvrir la voie à de potentielles pistes thérapeutiques pour la prise en charge des IRA d’origine septique. / Acute kidney injury (AKI) is a common complication in critically ill patients and is associated with increased morbidity and mortality. Sepsis is the most common cause of AKI. The understanding of sepsis pathophysiology and its complications has progressed significantly in recent years but has not yet been translated into significant therapeutic advances in clinical practice. The traditional paradigm that sepsis-induced AKI is linked to renal hypoperfusion has been challenged by recent evidences showing that renal blood flow is not universally impaired during sepsis,and that AKI can develop in the presence of normal or even increased renal bloodflow. Sepsis is characterized by profound alterations of the immune response and adisproportionate inflammatory response. Inflammation and microcirculatorydysfunction are now considered as fundamental pathophysiological mechanisms atthe origin of renal injuries. Beyond haemostasis, the contribution of platelets ininflammation, tissue integrity and defence against infections has considerablywidened the spectrum of their role and made them potential physiopathologicalactors in sepsis. Platelets fulfil most of these functions through the expression ofmembrane-bound or soluble mediators. Among them, CD154 holds a peculiarposition, as platelets represent a major source of CD154 and as CD154 is a centralregulator of inflammation. Here, we provide an overview of these recentpathophysiological advances and discuss the platelets and CD154 contribution tomicrocirculatory alterations in multi-organ dysfunction in sepsis. We investigated thepro-inflammatory role of CD154 under hypoxic conditions in the renal tubularepithelium as recent data highlight the importance of hypoxia in the inflammatoryreaction. We studied the control of interleukin (IL)-6 production, a key cytokineinvolved in inflammation, by CD154 in oxygen deprivation conditions using a kidneytubular epithelial (TEC) cell line model. We also studied a murine model of kidneyinjury after ischemia/reperfusion, a model that was applied in CD154 and CD40deficient mice. We found that CD154 is a potent inducer of IL-6 secretion by TEC inhypoxia and that CD154-deficient mice regenerate earlier the tubular epithelium afterischemia/reperfusion injury. These findings may provide potential avenues for septicAKI management and therapy.

La mégacaryocytopoïèse est le processus de différenciation des cellules souches hématopoïétiques en mégacaryocytes produisant les plaquettes sanguines. Des données de transcriptome indiquent la présence des récepteurs aux interleukines (IL) -10, -17A et -21 sur les mégacaryocytes. Mon travail montre que les IL-10 et -17 n’ont pas d’effet apparent sur la prolifération et la différenciation in vitro des mégacaryocytes à partir des progéniteurs hématopoïétiques humains CD34+. Cependant, l’IL-21 augmente la prolifération des progéniteurs mégacaryocytaires dérivés de ces cellules et sans modifier leur différenciation. Les mégacaryocytes de la moelle osseuse humaine expriment aussi le récepteur à l’IL-21, ce qui suggère un rôle direct de l’IL-21 sur la mégacaryocytopoïèse in vivo. De façon concordante, l’expression de l’IL-21 chez la souris stimule la mégacaryocytopoïèse ainsi que la production des plaquettes, mais augmente la clairance des plaquettes par les macrophages. Ces travaux suggèrent que durant les réponses immunitaires, l’expression de l’IL-21 par les lymphocytes T CD4+ activés module l’homéostasie des plaquettes sanguines. / Megakaryocytopoiesis is the process by which hematopoietic stem cells give rise to megakaryocytes which in turn produce blood platelets. Transcriptional studies indicate the presence of interleukin (IL) -10, -17 and -21 receptors on megakaryocytes. This work shows that IL-10 and -17 have no apparent effect on in vitro proliferation and differentiation of megakaryocytes derived from human CD34+ hematopoietic progenitors. However, IL-21 increases the proliferation of megakaryocyte progenitors derived from these CD34+ cells without modifying their differentiation. Moreover, human bone marrow megakaryocytes express IL-21 receptor, suggesting a direct role of IL-21 on megakaryocytopoiesis in vivo. Concordantly, IL-21 expression in mice stimulates megakaryocytopoiesis and platelet production, but increases platelet clearance by macrophages. This work suggest that during immune responses, the expression of IL-21 by activated CD4+ T lymphocytes modulate blood platelet homeostasis.

Mise en contexte : Le syndrome du X fragile (SXF) résulte de la perte d’expression de la protéine FMRP. L’absence de FMRP est responsable d’une série de perturbations signalétiques, notamment une hyperactivation de la voie MAPK/ERK. La lovastatine, un médicament hypocholestérolémiant, possède comme effet pléiotrope la capacité d’inhiber la voie MAPK/ERK et a permis de corriger certains phénotypes pathologiques clés du modèle murin du SXF, mettant en lumière son potentiel thérapeutique chez l’humain. Ainsi, nous avons réalisé en 2013 une étude ouverte visant à étudier l’effet d’un traitement de 12 semaines à la lovastatine sur les troubles cognitifs et comportementaux des enfants et des adultes avec SXF. La plupart des individus ont présenté des améliorations cognitives et comportementales, telles qu’évaluées par les échelles cliniques Vineland-II Adaptive Behavior Scale (VABS-II) et Aberrant Behavior Checklist-Community (ABC-C), respectivement. Ces échelles remplies par les tuteurs et les soignants sont toutefois évaluateur-dépendantes et sujettes à l’effet expérimentateur. Ces variables parasites, qui s’ajoutent à l’effet placebo inhérent à la conception ouverte de l’essai thérapeutique, peuvent ainsi avoir faussé l’évaluation de la réponse au traitement. Nous avons donc étudié si les cascades signalétiques des plaquettes sanguines peuvent être utilisées comme biomarqueurs objectifs pour surveiller la réponse au traitement. Méthode : Des échantillons sanguins des 15 individus SXF ayant participé à l’essai clinique ont été recueillis au début et à la fin de l’étude afin d’évaluer par Western Blot l’effet in vivo de la lovastatine sur l’activité de ERK dans les plaquettes sanguines, et ainsi de pouvoir corréler les réponses biologiques et cliniques. L’état de phosphorylation de ERK a également été étudié dans les plaquettes d’une cohorte contrôle. Résultats : Nos résultats démontrent une augmentation significative de près du double de la phosphorylation basale de ERK dans les plaquettes sanguines des individus avec SXF en comparaison avec les sujets contrôles (p=0,002). De plus, nous avons observé une normalisation de la phosphorylation de ERK chez 13 des 15 individus SXF après le traitement de 12 semaines à la lovastatine (p=0,007). Notre étude fournit ainsi les premières évidences d’un effet bénéfique de la lovastatine dans le SXF chez l’humain. Nous avons également démontré que les changements de la phosphorylation de ERK étaient partiellement corrélés à la réponse clinique, et ce, pour le score total et les scores des sous-domaines ‘socialisation’ et ‘compétences de la vie quotidienne’ de l’échelle VABS-II (p=0,003). Conclusion : De façon générale, ces résultats suggèrent que les cascades signalétiques plaquettaires peuvent être utilisées comme biomarqueurs pour évaluer de façon objective la réponse au traitement lors de futurs essais thérapeutiques. / Abstract: Background: Fragile X syndrome (FXS) results from loss of FMRP expression, which causes several signaling dysregulations, including the hyperactivation of the Mitogen-activated protein kinase (MAPK)/Extracellular signal-regulated kinase (ERK) pathway. Lovastatin, a drug used for the treatment of hypercholesterolemia, pleiotropically inhibits the MAPK/ERK cascade and has successfully corrected key pathological phenotypes in the FXS mouse model, underscoring its ‘disease-modifying’ potential. Thereby, we conducted in 2013 the first open-label clinical trial investigating the effect of a 12-week lovastatin regimen on cognitive and behavioral disabilities in FXS. Most individuals presented subtle positive cognitive changes as assessed by the Vineland-II Adaptive Behavior Scale (VABS-II) as well as behavior improvements using the widely used scale Aberrant Behavior Checklist-Community (ABC-C). The latter two scales are filled up by caregivers making them rater-dependent and prone to observer-expectancy effect. This might result in a placebo effect which is inherent to the open-label design of the trial. We therefore investigated whether blood platelets’ signaling cascades may be used as objective biomarkers to monitor treatment response. Methods: Blood samples were gathered from 15 FXS individuals during the trial in order to evaluate by quantitative Western Blotting the in vivo effect of lovastatin on ERK activity in blood platelets, and to correlate clinical and biological responses. The basal phosphorylation status of ERK was also assessed in platelets from a control cohort. Results: Our results showed a more than two-fold significant increase in FXS blood platelet basal ERK phosphorylation as compared to controls (p=0.002). Of note, we found that this hyperphosphorylation was normalized following the 12-week lovastatin trial (p=0.007) in 13 of the 15 FXS individuals enrolled in the trial. This represents the first evidence for a beneficial effect of lovastatin in human FXS. The extent of changes in ERK phosphorylation was also found to partly correlate with the clinical response scales’ scores, especially for the VABS-II. Indeed, the composite total score and the ‘daily living skills’ as well as the ‘socialization’ subscales scores of the VABS-II were correlated with the biological response (p=0.03). In comparison, no correlation was observed with the ABC-C scale. Conclusion: Broadly, these results suggest that platelets’ signaling cascades could be used as biomarkers to objectively assess treatment response during future clinical trials.

Les sophorolipides, appartenant à la famille des glycolipides produits par voie microbienne à l'échelle industrielle, possèdent un groupement COOH sensible au pH qui leur confèrent des propriétés d'auto-assemblage uniques. Dans ce travail, nous avons étudié deux variantes de cette molécules, une avec une chaîne alkyle saturée (C18:0 SL) et une avec des groupes acétyles sur la partie sucrée (C18:1a SL). Le C18:0 forme des rubans chiraux à pH < 7.5 que nous avons caractérisés avec des techniques de cryo microscopie, diffusion de la lumière, des neutrons et des rayons-X et de la RMN solide. Le composé mono-insaturé C18:1cis, étudié dans la littérature, s'auto-organise en micelles et ellipsoïdes sous les mêmes conditions que le C18:0 forme des rubans. A pH basique, la charge négative sur le COOH conduit à la formation de plaquettes pour les deux SL, C18:0 et C18:1cis. La molécule acétylée, C18:1a, ressemble dans son comportement au C18:1cis et forme des ellipsoïdes dont la longueur peut être modifiée avec le pH. Finalement, nous avons étudié l'effet du C18:0 sur la prolifération de cellules fibroblastes, pour une éventuelle application dans la cicatrisation de la peau. / Sophorolipids (SL), a family of industrially-scaled bolaform microbial glycolipids, possess a pH-sensitive COOH group and are expected to exhibit a unique self-assembly behavior. In this work, we have studied 2 different types of this molecule, whose chemical structure has been modified on the alkyl chain (leading to the saturated C18:0 SL) and on the sophorose moiety (leading to the acetylated C18:1a SL). The C18:0 SL forms chiral nanofibers only at pH below 7.5 and we have characterized them with powerful techniques such as cryo-TEM, light, neutron and X-Ray scattering and solid state NMR. Interestingly, the mono-unsaturated compound (C18:1cis) self-organizes into micelles and ellipsoids under the same conditions (pH < 7.5), as reported in the literature. At basic pH, the negative charge on the COOH group drives the self-assembly towards platelet-like objects for both, C18:0 and C18:1cis SL. The acetylated compound C18:1a resembles the C18:1cis SL and forms ellipsoids, whose length can be triggered with the pH. Finally, we have investigated cell viability tests of C18:0 SL to human cells (fibroblasts) in vitro for potential wound healing applications of this biosurfactant.

L’élastine est la protéine de la matrice extracellulaire (MEC) responsable des propriétés de résilience et d'élasticité des tissus élastiques. Durant le vieillissement, les protéines de la MEC vasculaire sont exposées à des réactions délétères qui altèrent leurs propriétés structurales et fonctionnelles. Une des caractéristiques principales des protéines de la MEC est leur longue demi-vie, associée à un renouvellement très lent, comme pour l'élastine. Ainsi, tout dommage survenant sur l'élastine est essentiellement irréparable. La fragmentation des fibres élastiques génère des peptides d’élastine (EDP) bioactifs capables de modifier le comportement des cellules environnantes en se liant au complexe récepteur de l’élastine (CRE), composé de trois sous-unités dont la neuraminidase-1 (Neu-1), sous-unité catalytique du CRE. Cette thèse a consisté en l'étude, chez la souris, du rôle des EDP dans le développement du diabète de type 2 et dans la thrombose, deux pathologies vasculaires liées à l'âge, et s'est également focalisée sur la sous-unité Neu-1 du CRE. Dans un premier temps, nous avons montré que les EDP favorisent le développement d’une insulinorésistance et d’un diabète de type 2. Cet effet implique l'interaction de Neu-1 avec la sous-unité β du récepteur à l'insuline qui diminue son niveau de sialylation altérant ses voies de signalisation. Dans un second temps, nous avons identifié un mécanisme d'action des EDP à deux niveaux (matriciel et plaquettaire) et mis en évidence la présence d'un CRE fonctionnel dans les plaquettes régulant la thrombose. Enfin, nous avons étudié la topologie membranaire de Neu-1 par différentes approches technologiques et identifié un domaine transmembranaire potentiel jouant un rôle important pour sa dimérisation et son activité sialidase. En conclusion, les EDP sont des acteurs clefs du remodelage vasculaire physiopathologique et des pathologies vasculaires associées et de contribuer à faire avancer nos connaissances sur l'organisation de Neu-1 à la membrane plasmique. / Elastin is the extracellular matrix (ECM) protein responsible for resilience and elasticity of tissues such as arteries. During ageing, vascular ECM proteins are subjected to deleterious reactions that alter their structural and functional properties (addition reactions, proteolysis). One of the main features of ECM proteins is their long half-life, associated with a low, or even, inexistent turnover. This is the case for elastin with an estimated half-life at 70 years. Therefore, any damage occurring on elastin will be mostly irreparable. Fragmentation of elastic fibers produces bioactive elastin-derived peptides (EDP) able to modify the behavior of surrounding cells by binding to the elastin receptor complex (ERC). This receptor is composed of three subunits, among which neuraminidase-1 (Neu-1) is the catalytic subunit. The aim of this thesis was to study, in mice, the role of EDP in the development of type 2 diabetes and in thrombosis, two age-related vascular diseases, and to focus on the Neu-1 subunit of the ERC. In a first time, we have shown that EDP promote the development of insulin resistance and type 2 diabetes. This effect involves Neu-1 interaction with the β subunit of the insulin receptor and leads to its reduced sialylation level and signaling. In a second time, we have demonstrated that EDP are regulators of thrombosis. We identified a two-level mechanism (matrix and platelet) and the presence of a functional ERC in platelets. Finally, we have studied the membrane topology of Neu-1 by different biophysical, biochemical and molecular biology approaches, and identified a potential transmembrane domain involved in the dimerization and sialidase activity of Neu-1. In conclusion, this thesis consolidates the concept that EDP are crucial actors of pathophysiological vascular remodeling and related vascular diseases, and expands our knowledge on the plasma membrane organization of Neu-1.

L’étude de l’identification des défauts moléculaires mis jeu dans les pathologies héréditaires plaquettaires est d’un apport considérable pour améliorer la compréhension des mécanismes physiologiques. Durant ma thèse, j’ai étudié les plaquettes d’individus appartenant à deux familles distinctes souffrant de dysfonctions plaquettaires à l’origine d’hémorragies sévères. Par séquençage entier des exons, nous avons identifié pour la première famille une mutation du gène RASGRP2 à l’origine de la substitution Gβ48W empêchant l’activation de CalDAG-GEFI. Les plaquettes des individus porteurs de la mutation à l’état homozygote ont une capacité réduite à activer Rap1 et l’intégrine αIIbß3 en réponse à de faibles doses d'agonistes. La présence d'un allèle non muté (hétérozygotie) est suffisante pour prévenir lessaignements mais ne permet pas de rétablir totalement une fonction plaquettaire normale. La deuxième famille est porteuse d’une mutation du gène FERMT3 (pN54RfsX142) conduisant à une absence complète de kindline-3. Les plaquettes homozygotes pour cette mutation sont incapables d’activer l’intégrine αIIbß3. Elles forment des filopodes et desnodules d’actine mais ne peuvent étendre des lamellipodes même en présence de Mn2+. La kindline-3 s’est révélée essentielle à la régulation de l’activité de Cdc4β et au réarrangement au cytosquelette d'actine lors de la signalisation «outside-in» de l’intégrineαIIbß3. Seule la kindline-3 a jusqu’ici été impliquée dans l'activation des intégrinesplaquettaires. Nous mettons en évidence la présence de kindline-2 dans les plaquettes et les mégacaryocytes humains. Des localisations différentes ont été mises en évidence pour ces deux kindlines. Dans le mégacaryocyte la kindline-2 se situe dans les zones d’adhérence focales et s’associe préférentiellement avec les intégrines ß3. Dans les plaquettes, seule la kindline-3 est présente dans nodules d’actine. Ces résultats sont en faveur de rôles non redondants des kindlines-2 et -γ et d’une implication potentielle de la kindline-2 dans la mégacaryopoïèse. / Inherited platelet disorders are rare diseases that give rise to severe bleeding when platelets fail to fulfill their hemostatic function upon vessel injury. Identifying the molecular mechanisms involved brings important insight into platelet pathophysiology. During my PhD, I studied platelets isolated from members of two families suffering severe bleedings among those one had no established diagnosis. In the first family, using whole exome sequencing, we identified a RASGRP2 mutation causing a G248W substitution leaving CalDAG-GEFI inactive. Platelets from individualscarrying the mutation exhibit a reduced ability to activate Rap1 and to perform proper Inherited platelet disorders are rare diseases that give rise to severe bleeding when platelets fail to fulfill their hemostatic function upon vessel injury. Identifying the molecular mechanisms involved brings important insight into platelet pathophysiology. During my PhD, I studied platelets isolated from members of two families suffering severe bleedings among those one had no established diagnosis. In the first family, using whole exome sequencing, we identified a RASGRP2 mutation causing a G248W substitution leaving CalDAG-GEFI inactive. Platelets from individuals carrying the mutation exhibit a reduced ability to activate Rap1 and to perform proper αIIbß3 integrin inside-out signaling in response to low doses agonists. The presence of a single normal allele is sufficient to prevent bleeding but does not allow normal platelet function. integrin inside-out signaling in response to low doses agonists. The presence of a single normal allele is sufficient to prevent bleeding but does not allow normal platelet function. Members of the second family carry a FERMT3 mutation leading to a completekindlin-3 deficiency (pN54RfsX142). Platelets from the homozygous patient are unable to perform proper integrin αIIbß3 activation. We now observe that kindlin-3 deficient platelets form filipodia and actin nodules but are unable to extend lamellipodia even in presence of Mn2+. We demonstrate that kindlin-3 is essential for Cdc42 activity regulation and actincytoskeleton remodeling during αIIbß3 integrin outside-in signaling To date, only the kindlin-3 has been involved in integrin activation. We show that kindlin-2 is present in human platelets and megakaryocytes. Both kindlins exhibit distinctlocalizations. In megakaryocytes, kindlin-2 specifically localizes within focal adhesion and associates preferentially with ß3 integrins. In platelets, unlike kindline-2, kindline-3 is located in actin nodule. All together these data argue in favor of specific roles played by each kindlins and a possible implication of kindlin-2 in megakaryocytopoiesis.

Les plaquettes jouent un rôle majeur dans l’hémostase primaire ainsi que dans l’inflammation. Elles contiennent et sécrètent une grande variété de facteurs solubles et parmi les nombreux récepteurs qu’elles expriment à leur surface, les plaquettes expriment les « Toll-Like Receptor » (TLR), récepteurs clés de l’interaction entre l’immunité innée et adaptative. En réponse à un stimulus infectieux, comme le lipopolysaccharide (LPS) des bactéries Gram-négative, ligand naturel du TLR4, ou des peptides issus d’une partie de la protéine d’enveloppe du VIH (gp41), les plaquettes vont s’activer de manière différentielle. L’activation plaquettaire est variable en fonction de leur activation par à un stimulus hémostatique (exemple : la thrombine) vs. infectieux (exemple : le LPS) ; le panel de cytokines libérées dans le surnageant plaquettaire semble en fait finement régulé. De plus, nous avons démontré la présence intra-plaquettaire de la majorité des protéines composant les voies de signalisation du TLR4 eucaryote. Nous avons ensuite montré que ces voies pouvaient être modulées. L’engagement du TLR4 plaquettaire par deux types biochimiques de LPS entraîne un relargage différentiel des facteurs solubles immunomodulateurs dans le surnageant de culture et que ce surnageant dernier génère une activation différentielle des cellules cibles, comme les cellules mononucléées du sang circulant. Ces travaux montrent que la réponse inflammatoire plaquettaire est régulée en fonction du stimulus. Ainsi, mes travaux s’inscrivent dans la ré-exploration de la fonction inflammatoire des plaquettes sanguines et l’étude du rôle des plaquettes comme cellules de l’immunité innée et inflammatoire / Blood platelets are anucleated cells which play a major role on primary hemostasis and well demonstrated other functions in inflammation. Platelets store and secrete a great variety of soluble factors, with immunomodulatory functions. They also contain transcription factors that exert non-genomic activities. Among numerous receptors expressed at the surface of platelets, they display Toll-Like Receptors (TLR) that are key molecules for the interaction between innate and adaptive immunity. Platelets can be activated in response to infectious stimulation, such as with a bacterial gram-negative Lipopolysaccharide (LPS) - the natural ligand of the TLR4, or peptides from the gp41, part of the HIV envelope. Moreover, stimulation with hemostatic or infectious agonists results in the differential secretion of panels of immunomodulatory products, that seems to be finely regulated. To further understand this regulatory process, we have studied the presence in the platelet cytosol of the majority of eukaryotic TLR4 pathways proteins. The engagement of the platelet TLR4 with two biochemically distinct LPS (smooth vs. rough) leads to a differential release of immunomodulatory products in platelet supernatants; those supernatants can then differently activate target cells such as peripheral blood mononuclear cells. These results demonstrate that the inflammatory response of human platelets is regulated by the nature of the stimulus, showing new evidence on the sentry role of these cells. Thus, my work is part of a novel study of the inflammatory function of blood platelets and the role of these cells as immune cells, essentially in the innate and inflammatory branch

Le brain-derived neurotrophic factor (BDNF) est une protéine de la famille des neurotrophines ayant été initialement découverte au système nerveux central, où elle est impliquée dans la mémoire et l‘apprentissage par la régulation de la croissance et de la survie neuronale. Les effets du BDNF sont médiés par le tropomyosin receptor kinase B (TrkB) et le récepteur pan-neurotrophique de 75 kDa (p75NTR). Le BDNF est le résultat du clivage d’une protéine précurseur, le proBDNF, laquelle a plutôt des effets pro-apoptotiques sur les neurones. Malgré sa découverte au cerveau, le BDNF est retrouvé en concentrations beaucoup plus importantes dans la circulation sanguine, où il est majoritairement contenu dans les plaquettes. Il est rapporté que ces cellules peuvent contenir des concentrations de BDNF allant de 100 à 1000 fois celles retrouvées au cerveau et que celles-ci peuvent être altérées par certaines maladies neurologiques. Malgré les importantes concentrations de BDNF qu’elles contiennent, très peu d’études ont investigué la présence du proBDNF ainsi que des récepteurs TrkB et p75NTR dans les plaquettes. Dans ces études, l’identification de ces protéines au niveau plaquettaire ne représentait pas un objectif primaire et les résultats obtenus ne sont souvent pas présentés. Jusqu’à présent, le proBDNF et les récepteurs TrkB et p75NTR n’ont pas été répertoriés dans les plaquettes. L’objectif principal de ce mémoire était d’investiguer la présence du proBDNF ainsi que des récepteurs TrkB et p75NTR dans les plaquettes de volontaires sains humains et de caractériser ces protéines dans le cas où elles seraient présentes. Les résultats obtenus suggèrent que les plaquettes expriment chacune de ces trois protéines, mais que les isoformes retrouvées au niveau plaquettaire diffèrent de celles retrouvées au cerveau. Les résultats proposent également que ces différences ne résident pas dans le profil de N-glycosylation des protéines. L’identité exacte des protéines étudiées n’a pas pu être confirmée par séquençage et leur nature demeure donc à confirmer. La présence plaquettaire du proBDNF et des récepteurs TrkB et p75NTR pourrait s’avérer intéressante au niveau des biomarqueurs périphériques de certaines maladies neuronales et psychiatriques. Leur présence pourrait aussi permettre la progression des connaissances dans le domaine de la biologie plaquettaire. / The brain-derived neurotrophic factor (BDNF) is a protein that was initially identified in the central nervous system, where it is involved in learning and memory by promoting neuronal growth and survival. These effects of BDNF are mediated through its binding to the tropomyosin receptor kinase B (TrkB) and the 75 kDa pan-neurotrophic receptor (p75NTR). Mature BDNF results from the cleavage of its precursor protein proBDNF, which rather has a proapoptotic effect on neurons. While discovered in the brain, BDNF is found in much higher abundance in the blood circulation, where it is mostly contained within platelets. It has been shown that BDNF concentration in platelets can reach up to 1000 times those of the brain, and that peripheral BDNF levels are altered in certain neurological and psychiatric diseases. Despite these important BDNF concentrations in platelets, very few studies assessed the presence of proBDNF, TrkB and p75NTR in these cells. Furthermore, identification of these proteins in platelets was not a main objective of the studies that did assess that question. Consequently, methodology is not always described, and the results are mostly reported as data not shown. Until now, proBDNF, TrkB and p75NTR have not been reported in platelets. The main objective of this master’s thesis was to investigate the presence of proBDNF as well as receptors TrkB and p75NTR in healthy human platelets, and to characterize them if they were found in these cells. The results suggest that platelets express all three proteins, but that the isoforms found in platelets differ from the ones found in the brain. Also, the results show that these differences are not explained by differential N-glycosylation patterns. The identity of the proteins of interest could not be verified by protein sequencing, and their exact nature is yet to be confirmed. The presence of proBDNF as well as the TrkB and p75NTR receptors in platelets could be of interest in the search of peripheral biomarkers for neurological diseases. In addition, presence of these proteins at the platelet level could pave the way for further studies investigating their functions in platelets, and possibly result in advances in our knowledge of platelet biology.

TREM-1 (Triggering Receptor Expressed on Myeloid cells-1) est un immunorécepteur connu pour être exprimé par les neutrophiles et les monocytes/macrophages. Il joue un rôle fondamental dans l’amplification de la réponse inflammatoire via les TLR (Toll-like receptor). A l’aide de plusieurs outils expérimentaux, nous montrons pour la première fois que TREM-1 est exprimé par deux nouveaux types cellulaires : la cellule endothéliale et les plaquettes. La délétion sélective de TREM-1 au niveau endothélial protège du choc septique en réduisant la dysfonction et l’inflammation vasculaire, en modulant le recrutement et l’activation des cellules inflammatoires, et en améliorant la survie. De plus, la modulation pharmacologique via l’utilisation du peptide LR12 ou l'invalidation génétique de TREM-1 altère l'activation plaquettaire et prévient la formation de thrombus. Ces résultats fournissent un nouvel aperçu de la biologie TREM-1 et peuvent expliquer l'action protectrice de la modulation TREM-1 au cours des maladies inflammatoires aiguës comme le choc septique, au-delà de leurs effets sur les cellules myéloïdes. De plus, les agents modulateurs de TREM-1 tels que LR12 pourraient potentiellement être des ajouts utiles dans les thérapies antiplaquettaires dans le cadre de troubles thrombotiques / TREM-1 (Triggering Receptor Expressed on Myeloid cells-1) is an immunoreceptor known to be expressed by neutrophils and monocytes/macrophages. It plays a fundamental role in the amplification of the inflammatory response mediated by TLR (Toll-like receptor) engagement. Using several experimental tools, we show for the first time that TREM-1 is expressed by two other cell types: endothelial cells and platelets. The selective deletion of TREM-1 at the endothelial level protects against septic shock by reducing dysfunction and vascular inflammation, modulating the recruitment and the activation of inflammatory cells, and improves survival. In addition, pharmacological modulation via the use of the LR12 peptide or genetic invalidation of TREM-1 alters platelet activation and prevents the formation of thrombi. These results provide new insights on the TREM-1 biology and may explain the protective effect of the TREM-1 modulation during acute inflammatory diseases such as septic shock beyond its role on myeloid cells. In addition, TREM-1 modulating agents such as LR12 could potentially be useful additions in antiplatelet therapies for thrombotic disorders

Le traitement antiplaquettaire à l’aspirine (ASA) est moins efficace chez certains patients coronariens, ce qui augmente leur risque de développer une thrombose. Des taux sanguins élevés de médiateurs thrombo-inflammatoires, tels que le sCD40L, peuvent expliquer de telles variabilités. Nous avons émis l’hypothèse que, en présence de taux élevés de sCD40L, l’efficacité de l’ASA peut être réduite. Ainsi, nous avons viser à déterminer les effets de l’ASA sur la signalisation et l’agrégation des plaquettes en présence de sCD40L. Les effets de l'ASA sur les plaquettes humaines traitées par le sCD40L, en réponse à des concentrations sub-optimales de collagène ou de thrombine, ont été évalués sur l'agrégation, la sécrétion de thromboxane A2 (TxA2) et la phosphorylation de la p38- « Mitogen-activated protein kinase » (MAPK), le facteur nucléaire-κB (NF-κB), la kinase activée par le TGF-β 1 (TAK-1) et la chaîne légère de la myosine (MLC). Le sCD40L a significativement augmenté la sécrétion de TxA2 dans les plaquettes, en réponse à des doses sub-optimales de collagène et de thrombine, ce qui a été inversé par l'ASA. L'ASA n'a pas inhibé la phosphorylation de p38-MAPK, NF-KB, TAK-1, que ce soit avec une stimulation par le sCD40L seul ou en présence des agonistes plaquettaires. Cependant, Le sCD40L a potentialisé l'agrégation plaquettaire, un effet complètement inversé et partiellement réduit par l'ASA en réponse au collagène et à la thrombine, respectivement. Les effets de l'ASA sur les plaquettes traitées par le sCD40L et stimulées par le collagène étaient liés à l'inhibition du changement de forme des plaquettes et la phosphorylation de la MLC. L'ASA n'affecte pas la signalisation du sCD40L dans les plaquettes, mais empêche son effet sur la sécrétion de TXA2 et l'agrégation plaquettaire en réponse au collagène, via un mécanisme impliquant l'inhibition de la MLC. Le ciblage de l'axe sCD40L dans les plaquettes peut avoir un potentiel thérapeutique chez les patients, présentant des taux élevés de sCD40L, qui ne répondent pas ou moins à l'ASA. / Antiplatelet therapy with Aspirin (ASA) is less efficient in some coronary patients, which increases their risk of developing thrombosis. Elevated blood levels of thrombo-inflammatory mediators, like sCD40L, may explain such variabilities. We hypothesized that in the presence of elevated levels of sCD40L, the efficacy of ASA may be reduced. Accordingly, this study was designed to determine the effects of ASA on sCD40L signalling and aggregation of platelets. The effects of ASA on sCD40L-treated human platelets, in response to suboptimal concentrations of collagen or thrombin, were assessed on aggregation, thromboxane A2 (TxA2) secretion, and phosphorylation of p38-MAPK, NF-κB, TGF-β-activated kinase 1 (TAK-1), and myosin light chain (MLC). sCD40L significantly elevated TxA2 secretion in platelets, in response to suboptimal doses of collagen and thrombin, which was reversed by ASA. ASA did not inhibit phosphorylation of p38-MAPK, NF-κB, TAK-1, either with sCD40L stimulation alone or with platelet agonists. However, sCD40L potentiated platelet aggregation, an effect completely reversed and partially reduced by ASA in response to collagen and thrombin, respectively. The effects of ASA in sCD40L-treated platelets with collagen were related to inhibition of platelet shape change and MLC phosphorylation. ASA does not affect platelet sCD40L signalling, but prevents its effect on TXA2 secretion and platelet aggregation in response to collagen, via a mechanism implying inhibition of MLC. Targeting sCD40L axis in platelets may have therapeutic potential in patients with elevated levels of sCD40L that are none or less responding to ASA.