Un certain nombre d'essais cliniques contrôlés, randomisés et publiés récemment en littérature a démontré que la thrombectomie mécanique, offerte aux patients présentant un AVC ischémique aigu, est liée à une meilleure évolution clinique en comparaison au traitement standard de fibrinolyse intraveineuse. Les stents retriever ont été reconnus dans ces essais comme les dispositifs les plus efficaces pour la thrombectomie intracrânienne. Actuellement, toutes les industries produisant des dispositifs neuro-interventionnels lancent sur le marché un nombre croissant de stents retriever. Chaque nouveau dispositif proposé est censé avoir une particularité permettant de meilleures performances par rapport aux dispositifs déjà disponibles sur le marché. Néanmoins, aucune étude clinique n’a démontré, jusqu'à présent, la supériorité en termes de résultats anatomiques et cliniques d'un stent retriever donné. En outre, le mécanisme d'interaction entre les stents retriever et le thrombus n'a pas été évalué jusqu'ici de façon exhaustive. Dans la présente étude, nous avons analysé expérimentalement les performances de tous les stents retriever disponibles sur le marché français jusqu'à juin 2015. Le but de cette étude était d'identifier toutes les caractéristiques des dispositifs fonctionnels à la capture du thrombus. Chaque dispositif a été évalué par des tests mécaniques et fonctionnels : les tests mécaniques ont été effectués afin d'étudier la force radiale des dispositifs. L'objectif était d'évaluer la force radiale exercée par le stent dans deux conditions spécifiques : lors du déploiement et pendant le retrait.Les tests fonctionnels ont visé à évaluer visuellement la capacité du stent à rester en apposition sur la paroi des vaisseaux et à maintenir le thrombus à l'intérieur de ses mailles au cours du retrait. Nous avons évalué l'interaction des dispositifs avec thrombus de taille et de caractéristiques différentes que nous avons générées en utilisant du sang humain afin d'obtenir deux types de caillot : un souple « de type rouge » composé par tous les éléments du sang et un dur « de type blanc» qui a été principalement composé de plasma riche en plaquettes. Ces essais ont été effectués en utilisant un modèle vasculaire rigide reproduisant la circulation cérébrale antérieure. Deux neuro-interventionnels ayant une expérience dans les procédures de thrombectomie ont effectué les tests fonctionnels. Chaque expérience a été filmée et deux auteurs par la suite ont effectué une analyse visuelle des résultats.Les essais mécaniques ont montré un comportement différent en termes de variation de pression radiale au cours du retrait pour chaque stent. Une pression radiale constante pendant le retrait est liée à une cohésion constante sur la paroi artérielle pendant le retrait, avec un taux plus important de retrait du caillot. Tous les stents retriever glissent sur le caillot blanc de grande taille (diamètre>6 mm) ayant un très bas taux d’efficacité en termes de retrait. / A number of randomized controlled trials recently appeared in literature demonstrated that early mechanical thrombectomy offered to patients presenting with acute ischemic stroke is related to improved functional outcome in comparison to standard care intravenous fibrinolysis. Stent retrievers have been recognized in these trials as the most effective devices for intracranial thrombectomy. Currently, all industries producing neuro-interventional devices are launching into the market an increasing number of stent-based retriever tools. Each new device proposed for clinical use is supposed to have peculiar features allowing better performances in comparison to devices already available for clinical practice. Nevertheless, none clinical study has demonstrated so far the superiority, in terms of anatomical and clinical results, of a given stent retriever device. Furthermore, the mechanism of interaction between stent retrievers and thrombi has not exhaustively evaluated so far. In the present study we experimentally analyzed performances of all stent retrievers available into the French market up to Juin 2015. The aim of this study was to identify any device feature that was functional to the thrombus removal.Stent retrievers were evaluated by mechanical and functional test: mechanical tests were performed in order to investigate devices radial force, the aim was to evaluate the radial force exerted by the stent in two specific conditions: upon deployment and during the retrieval.Functional tests were aimed to visually evaluate the stent retriever’s ability in remaining in close apposition to the vessels wall and to maintain the thrombus engaged within its struts during the retrieval. We evaluated the interaction of the devices with thrombi of different features and sizes that we generated using human blood in order to obtain two types of clot: one softer “red type” that was composed by all elements of the whole blood and one stiffer “white type” that was mainly composed by platelet-rich plasma. Such tests were conducted using a rigid 3D printed vascular model reproducing the brain anterior circulation. Two neuro-interventionalists with experience in thrombectomy procedures performed functional tests, each experiment was filmed and two authors thereafter conducted visual analysis of the results.Mechanical tests showed different behavior in terms of radial pressure variation during retrieval for each stent. Constant radial pressure during retrieval was related to constant cohesion over the vessel wall during retrieval and higher rate of clot removal efficacy. All stent retrievers slide over the clot failing in clot removal when interact with white large thrombi (diameter>6 mm).

Les plaquettes sanguines jouent un rôle essentiel dans le maintien de l'intégrité des vaisseaux sanguins. En cas de brèche vasculaire, elles conduisent à la formation d'un clou hémostatique via des étapes successives d'adhésion, sécrétion et agrégation finement régulées et préviennent alors un saignement excessif. Les plaquettes jouent également un rôle critique dans les pathologies thrombotiques comme l'athérothrombose, ce qui en fait des cibles pharmacologiques majeures dans ces situations. Au cours de ma thèse, deux axes de recherche ont été abordés : (i) l'étude du rôle de la PI3-kinase de classe III (Vps34) dans la formation et l'activation des plaquettes et (ii) l'étude de l'impact de nouvelles drogues ciblant les kinases en thérapie anti-cancéreuse sur les fonctions plaquettaires et l'hémostase. Dans un premier temps, je me suis concentrée sur la caractérisation du rôle de Vps34 et de son produit lipidique, le phosphatidylinositol 3 monophosphate (PtdIns3P), dans la physiologie plaquettaire à l'aide d'un modèle de souris présentant une délétion de Vps34 spécifiquement dans la lignée mégacaryocyte/plaquette (PF4-Cre/Vps34lox/lox). Nous avons observé une microthrombopénie modérée associée à un défaut de migration des mégacaryocytes ainsi que des anomalies morphologiques des granules de sécrétion. Ce phénotype apparaît lié à une diminution de taux de PtdIns3P associé à un trafic vésiculaire perturbé. De plus, nous avons mis en évidence une altération des fonctions prothrombotiques des plaquettes, ex vivo en conditions de flux mais aussi in vivo en conférant aux souris une protection contre la thrombose induite à la carotide par lésion au chlorure ferrique. La contribution de Vps34 dans les mécanismes d'activation plaquettaire, indépendamment de son rôle dans le mégacaryocyte, a été montrée ex vivo via l'utilisation de nouveaux inhibiteurs spécifiques de Vps34 (SAR405 et INH1) récemment développés pour une application en oncologie, notamment pour réduire la résistance de certains cancers aux chimiothérapies. Dans un second temps, je me suis intéressée à l'impact des nouvelles thérapies ciblées anticancéreuses sur les plaquettes afin de comprendre la majoration du risque hémorragique associée à ces molécules. Nous avons étudié l'effet de l'ibrutinib, un inhibiteur des tyrosine-kinases de la famille BTK activées en aval des PI3-kinases de classe I, utilisé en clinique dans le traitement des hémopathies lymphoïdes B (lymphomes et leucémie lymphoïde chronique). L'exploration des fonctions plaquettaires au sein d'une cohorte de patients du service d'hématologie du CHU-Toulouse a permis de corréler les signes hémorragiques de certains patients traités par ibrutinib avec un défaut de signalisation plaquettaire en aval des récepteurs GPVI et GPIb, se traduisant par une diminution de l'agrégation au collagène et au CRP et par un défaut d'adhésion sur matrice de facteur von Willebrand en conditions de flux. En conclusion, mes travaux de thèse (i) apportent de nouvelles données fondamentales sur la participation de Vps34 dans les mécanismes de production et d'activation plaquettaires et (ii) ont permis de proposer des recommandations quant à l'utilisation clinique des nouvelles thérapies ciblées anti-cancéreuses. / Blood platelets play an essential role in the maintenance of vascular integrity. They prevent excessive blood loss after vessel injury by orchestrating haemostatic clot formation through successive steps of adhesion, secretion and aggregation. Platelets are also major pharmacologic targets as they participate in thrombotic pathologies such as atherosclerosis. My thesis work was focused on two axis: (i) the role of class III PI3-kinase (Vps34) in platelet formation and activation and (ii) the impact of new anticancer drugs targeting kinases on platelet functions and haemostasis. First, I studied the role of Vps34 and its lipid product, phosphatidylinositol 3 monophosphate (PtdIns3P), in platelet physiology using a unique mouse model of Vps34 deletion specifically in megakaryocyte lineage (PF4-Cre/Vps34lox/lox). We observed a moderate microthrombocytopenia associated to a defect in megakaryocyte migration and morphologic abnormalities in secretion granules. This phenotype is linked to a decrease in PtdIns3P level associated with defective vesicular trafficking. Moreover, PF4-Cre/Vps34lox/lox mice exhibit altered prothrombotic functions, ex vivo in shear conditions and in vivo by conferring a protection against ferric chloride-induced carotid thrombosis. A role for Vps34 in platelet activation, independently from its role in megakaryocyte, was shown ex vivo using two specific Vps34 inhibitors (SAR405 and INH1) recently developed to reduce autophagy-mediated resistance to chemotherapy. Secondly, I assessed the impact of new targeted drugs used in cancer therapy on platelets in order to understand the increased bleeding risk associated to these molecules. We studied the effect of ibrutinib, a specific inhibitor of BTK family tyrosine kinases recently approved for the treatment of B malignancies (mantle cell lymphoma, chronic lymphocytic leukemia). By exploring platelet functions of ibrutinib-treated patients treated from Hematology department of Toulouse, we correlated bleeding symptoms to a defective platelet signaling downstream GPVI and GPIb receptors as shown by a strongly reduced platelet aggregation in response to collagen and CRP and by a defect in platelet adhesion on von Willebrand matrix under flow conditions. In conclusion, my thesis work (i) brings fundamental insights about Vps34 contribution in mechanisms of platelet production and functions and (ii) allows recommendations about clinical use of new targeted molecules in cancer therapy.

Les plaquettes jouent un rôle majeur dans l'hémostase mais également dans les maladies cardiovasculaires qui représentent une des principales causes de mortalité dans les pays industrialisés. Au cours de l'activation plaquettaire, les phosphoinositides 3-kinases (PI3Ks) de classe I génèrent des seconds messagers lipidiques (D3-phosphoinositides) participant activement à la transmission des signaux en aval des principaux récepteurs plaquettaires. Comme l'inhibition de la PI3Kbeta protège des thromboses occlusives sans augmenter le risque de saignement, cette kinase a été proposée comme nouvelle cible antithrombotique. Toutefois, le rôle de la PI3Kbeta dans des modèles de thrombose in vivo et ex vivo, dans des conditions de forces de cisaillement élevées, restait mal documenté au début de ma thèse. Le rôle de la PI3Kalpha?était également mal connu bien que l'utilisation d'inhibiteurs peu spécifiques suggérait son implication en aval du récepteur GPVI. L'objectif de ma thèse a été d'étudier le rôle de la PI3Kbeta dans la formation du thrombus in vivo et ex vivo, et de caractériser la fonction de la PI3Kalpha plaquettaire. Grâce à des souris présentant une invalidation de la PI3Kbeta ou alpha spécifiquement dans la lignée mégacaryocytaire, j'ai montré que la PI3Kbeta plaquettaire jouait un rôle essentiel dans la stabilité du thrombus dans des conditions de forces de cisaillement élevées. Son inhibition affecte l'activation d'Akt et empêche l'inhibition de son effecteur GSK3 au sein même du thrombus. De façon intéressante, l'inhibition de GSK3 restaure la stabilité du thrombus. Ainsi, la PI3Kbeta joue un rôle critique dans le maintien de l'intégrité du thrombus exposé à des forces de cisaillement élevées et cet effet ne peut être compensé par la PI3Kalpha. D'autre part, l'absence de la PI3Kalpha plaquettaire se traduit par un défaut d'agrégation et d'activation d'Akt lors d'une stimulation de faible intensité de GPVI. In vivo, le thrombus formé par les plaquettes invalidées pour la PI3Kalpha consécutivement à une lésion superficielle des artères, est de plus petite taille que chez les souris sauvages. En condition de flux ex vivo, il est noté un retard de formation du thrombus sur les fibres de collagène suggérant l'implication de la PI3Kalpha dans la phase d'adhésion des plaquettes à la matrice. En effet, des études d'adhésion en flux sur une matrice de facteur de von Willebrand (vWF) montrent que la PI3Kalpha est essentielle pour l'adhésion stable des plaquettes à cette matrice via la signalisation outside-in de l'intégrine alphaIIbbeta3. En conclusion, mes travaux de thèse mettent à jour un rôle spécifique des PI3Ks alpha et beta de classe I dans les plaquettes. La PI3Kbeta? est cruciale dans la régulation de la croissance et de la stabilité du thrombus dans des conditions de forces de cisaillement élevées, tandis que la PI3Kalpha?est requise dans la phase initiale d'adhésion des plaquettes sur une matrice de vWF. Ce travail apporte des nouvelles données qui seront utiles notamment dans le contexte du développement d'inhibiteurs sélectifs de PI3Ks en thérapie anticancéreuse et antithrombotique. / Platelets play a major role in cardiovascular diseases which is one principal cause of worldwide death. Class I phosphoinositide 3-kinases (PI3Ks) are important signaling enzymes in the process of blood platelet activation, producing lipid second messengers (D3-phosphoinositides) that are actively involved downstream of major platelet receptors. PI3Kbeta has been proposed as a potential drug target to treat arterial thrombosis. Indeed, inhibition of this lipid kinase leads to protection against occlusive thrombosis without bleeding risk. Nevertheless, nothing is known regarding the role of this kinase in vivo and ex vivo during growth, stabilization, and resistance upon elevation of shear rate. One study, using pharmacological inhibitors, has suggested that both PI3Kalpha and beta are required, in a non redundant way, for full platelet activation through collagen receptor GPVI, but the role of PI3Kalpha still remains elusive in platelets. The aim of my thesis was to study the role of PI3Kbeta during thrombus formation in vivo and ex vivo, and to characterize the role of PI3Kalpha in platelets. For that, I used pharmacological approach and mice with selective deletion of PI3Kbeta?or?PI3Kalpha in the megakaryocyte lineage (PF4-Cre/p110betaflox/flox and PF4-Cre/p110alphaflox/flox). I showed that PI3Kbeta is essential for thrombus growth and stability at high shear rates. Within the growing platelet thrombus, PI3Kbeta inactivation impairs the activating phosphorylations of Akt and the inhibitory phosphorylation of GSK3. In line with these data, pharmacological inhibition of GSK3 restores thrombus stability. Thus, platelet PI3Kbeta has a critical role in maintaining the integrity of the formed thrombus upon elevation of shear rate. In this condition, I showed that PI3Kbeta absence cannot be compensated by PI3Kalpha. In vitro, PI3Kalpha depletion in platelets leads to a light defect of aggregation and Akt activation in response to CRP showing implication of PI3Kalpha downstream GPVI. I observed that, in vivo, thrombi formed by PI3Kalpha depleted platelets after superficial lesion of mesenteric arterial are smaller, and ex vivo, thrombus formation under flow conditions on collagen matrix is delayed. Furthermore, perfusion of these platelets on von Willebrand factor matrix (vWF) shows that PI3Kalpha is required for stable adhesion of platelets through "outside in" signaling. Altogether, these results show an involvement of PI3Kalpha in the course of early step of platelet adhesion. In conclusion, my thesis work highlights an isoform specific role of PI3Ks in platelets. PI3Kbeta is crucial in the regulation of thrombus growth and stability at a high shear rate and PI3Kalpha is required in initial stages of platelet adhesion. Since class I PI3Ks selective inhibitors are under development as cancer treatment, these results may help to anticipate the potential side effects of such treatment on haemostasis.

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Tumor thrombus in left atrium (LA) is very rare but a serious complication in patients with malignancy. It has a significant impact on clinical decision making, staging and prognosis in oncological patients. Tumor thrombus is seen in a wide variety of malignancies. While rare, lung cancer tumor thrombus may occur. Rarely, it can even extend into LA. Usually, it is managed by surgical resection with chemotherapy. We describe a rare case of tumor thrombus in a patient with squamous cell carcinoma of lung that was managed with chemo- and radiation therapy.

Le thrombus artériel, ou thrombus intra-luminal (ILT), est impliqué à des degrés divers dans la majorité des pathologies cardiovasculaires dégénératives. Actuellement, sa détection et sa caractérisation repose sur des techniques d'imagerie morphologique qui ne renseignent pas sur l'évolution possible du thrombus en relation avec son profil d'activités biologiques. Dans ce contexte, l'imagerie moléculaire du thrombus a 3 objectifs principaux : (1) la détection du thrombus initial et la recherche de localisations secondaires, (2) l'évaluation du potentiel évolutif du thrombus et de son impact sur les tissus environnants en relation avec son activité biologique, (3) l'évaluation précoce de l'efficacité thérapeutique (avant une modification morphologique). L'objectif de ce travail a été de développer des agents d'imagerie moléculaire des activités biologiques de l'ILT. En ce qui concerne l'activité proagrégante du thrombus artériel, nous avons mis en évidence le lien existant entre l'intensité du signal en Annexine A5 radiomarquée détecté in vivo et l'intensité de l'activité proagrégante dans un modèle d'endocardite infectieuse. Nous avons développé un nouveau traceur élaboré sur la base d'un ligand naturel et de haute affinité (le fucoïdan) de la P-sélectine exprimée par les plaquettes activées, puis validé sa capacité à détecter in vivo le thrombus artériel. En ce qui concerne l'activité plasminergique du thrombus artériel, nous avons utilisé l'aprotinine radiomarquée pour détecter la plasmine dans le thrombus anévrysmal humain ex vivo, puis entamé une collaboration pour optimiser son radiomarquage en utilisant un tag peptidique sans cystéine en position N-terminale. Parallèlement nous avons développé une nouvelle approche basée sur un inhibiteur peptidique conjugué à un agent chélateur bifonctionnel / Arteriel or intra-luminal thrombus (ILT) is involved to various degrees in most of the degenerative cardiovascular diseases. Its detection and characterization is currently based on morphological imaging techniques that do not provide information about its possible evolution in relation to biological activities profile. In this context, molecular imaging of thrombus has three main objectives: (1) detection of the initial thrombus and of secondary locations, (2) evaluation of the thrombus evolutive potential and its impact on surrounding tissues in relationship with its biological activity, and (3) early assessment of therapeutic efficacy (before morphological changes). The aim of this work was to develop molecular imaging agents of biological activities of ILT. Regarding the proaggregant activity, we demonstrated a relationship between annexin A5 signal intensity and vegetation proaggregant activity in a model of infective endocarditis. We also developed a novel P-selectin imaging agent based on a natural high affinity ligand (fucoidan), and validated its ability to detect ILT in vivo. Regarding the plasminergic activity of ILT, we used radiolabelled aprotinin to detect plasmin in human aneurysmal thrombus ex vivo; we also initiated a collaboration to optimize its radiolabelling using a cystein-free tag peptide in N-terminal position. In parallel we developed a new approach based on a peptide inhibitor conjugated with a bifunctional chelating agent

La genèse d’un anévrysme intracrânien n’est pas uniquement due à un effet mécanique mais à un ensemble d’éléments biologiques. Parmi eux, le thrombus intra-anévrysmal a un rôle majeur car il est le site d’activation de nombreuses métalloprotéinases et d’une protéolyse importante. Cependant, le thrombus du sac anévrysmal est également un substrat indispensable à la cicatrisation des anévrysmes après traitement endovasculaire car il sert de support à la recolonisation de l’anévrysme par des cellules mésenchymateuses. Dans les différents travaux présentés dans cette thèse, nous avons pu analyser une partie des phénomènes biologiques impliqués dans le succès ou l’échec des traitements endovasculaires. Les travaux présentés sont basés sur des expérimentations dans le modèle d’anévrysme à l’élastase chez le lapin et traités par coils, flow-diverters ou dispositifs intra-sacculaires (WEB). Ces travaux permettent de mieux comprendre les mécanismes biologiques mis en jeu par les différents traitements endovasculaires. L’analyse de ces phénomènes est indispensable pour comprendre les causes d’échec, mais aussi afin de développer de nouveaux outils biologiquement actifs pour le traitement des anévrysmes intracrâniens. Nous proposons ainsi le développement de stents flow-diverters biologiquement actifs. Nous proposons également trois approches différentes de thérapie cellulaire par voie endovasculaire, utilisant des cellules souches mésenchymateuses autologues, permettant une recolonisation du thrombus intraanévrysmal et une cicatrisation accélérée de l’anévrysme. Au total, le traitement des anévrysmes intracrâniens ne peut plus être basé uniquement sur des considérations mécaniques. Le développement des futurs dispositifs endovasculaires devra inclure une dimension biologique pour optimiser la cicatrisation complète des anévrysmes intracrâniens. / The genesis of an intracranial aneurysm is not only due to a mechanical effect but to a set of biological elements. Among them, intra-aneurysmal thrombus plays a major role, as it is the site of activation of many metalloproteinases and an important site of proteolysis. However, the thrombus of the aneurysmal sac is also crucial for the healing of the aneurysm after endovascular treatment, because it serves as a support for the recolonization of the aneurysm by mesenchymal cells. In the various works presented in this thesis, we analyzed some of the biological phenomena involved in the success or failure of endovascular treatments. The presented works are based on experiments in the elastase aneurysm model in the rabbit and treated with coils, flow-diverters or intra-saccular devices. This work enables to better understand the biological mechanisms involved in the various endovascular treatments. The analysis of these phenomena is essential to understand the causes of failure, but also to develop new biologically active devices for the treatment of intracranial aneurysms. We propose the development of biologically active flow-diverter stents. We also propose three different approaches of endovascular cell therapy, using autologous mesenchymal stem cells, allowing recolonization of the intra-aneurysmal thrombus and accelerated healing of the aneurysm. The treatment of intracranial aneurysms can no longer be based solely on mechanical considerations. The development of future endovascular devices should include a biological dimension to improve the complete healing of intracranial aneurysms

Abdominal aortic aneurysm (AAA) is a prevalent disease in developed countries. While endovascular aneurysm repair is fairly successful, it has shortcomings. Polymeric endoluminal paving and sealing is a method that has previously been developed to treat a range of diseases. Our goal is to further develop this technique to treat AAA, a process we have named polymeric endo-aortic paving (PEAP). We hypothesize that PEAP will overcome many of the limitations associated with EVAR by providing a minimally invasive treatment which can be used on patients with complicated AAA geometries and reducing incidence of migration and endoleak. Additionally, we plan to incorporate drug delivery into PEAP to improve efficacy. The purpose of this work was to evaluate a potential graft material for PEAP and to develop a thrombus mimic which will aid in further PEAP development. Blends of polycaprolactone/polyurethane (PCL/PU) were assessed by characterizing their mechanical, thermoforming, and degradation properties. PCL/PU grafts have a similar stiffness to aortic tissue and can be thermoformed at temperatures approaching 37 degrees C. Blending PCL with PU significantly reduces PCL's degradation. An anisotropic hyperelastic strain energy function was developed for the PCL/PU blends and finite element modeling (FEM) was used to show that stress reduction on the AAA wall that can be achieved by PEAP is similar to current EVAR. Stiffness varies throughout the AAA thrombus, and thrombus mimics were developed that have similar stiffness, components, and structure to native AAA thrombus.

Thrombus formation at sites of vascular lesions is a dynamic process that requires a defined series of molecular events including the action of platelet adhesion/activation receptors, intracellular signal transduction, cytoskeletal rearrangements and activation of plasma coagulation factors. This process is essential to limit post-traumatic blood loss but may also contribute to acute thrombotic diseases such as myocardial infarction and stroke. With the help of genetically modified mice and the use of specific protein inhibitors and receptordepleting antibodies, the work presented in this thesis identified novel mechanisms underlying thrombus formation in hemostasis and thrombosis. In the first part of the study, it was shown that von Willebrand Factor (vWF) binding to glycoprotein (GP)Iba is critical for the formation of stable pathological thrombi at high shear rates, suggesting GPIba as an attractive pharmacological target for antithrombotic therapy. The subsequent analysis of recently generated phospholipase (PL)D1-deficient mice identified this enzyme, whose role in platelet function had been largely unknown, as a potential target protein downstream of GPIba. This was based on the finding that PLD1- deficient mice displayed severely defective GPIba-dependent thrombus stabilization under high shear conditions in vitro and in vivo without affecting normal hemostasis. The second part of the thesis characterizes the functional relevance of the immunoreceptor tyrosine-based activation motif (ITAM)-bearing collagen receptor GPVI and the recently identified hemITAM-coupled C-type lectin-like receptor 2 (CLEC-2) for in vivo thrombus formation. Genetic- and antibody-induced GPVI deficiency was found to similarly protect mice from arterial vessel occlusion in three different thrombosis models. These results confirmed GPVI as a promising antithrombotic target and revealed that antibody-treatment had no obvious off-target effects on platelet function. Similarly, immunodepletion of CLEC-2 by treating mice with the specific antibody INU1 resulted in markedly impaired thrombus growth and stabilization under flow in vitro and in vivo. Furthermore, it could be demonstrated that double-immunodepletion of GPVI and CLEC-2 resulted in severely decreased arterial thrombus formation accompanied by dramatically prolonged bleeding times. These data revealed an unexpected redundant function of the two receptors for in vivo thrombus formation and might have important implications for the potential development of anti-GPVI and anti-CLEC-2 antithrombotic agents. The third part of the thesis provides the first functional analysis of megakaryocyte- and platelet-specific RhoA knockout mice. RhoA-deficient mice displayed a defined signaling defect in platelet activation, leading to a profound protection from arterial thrombosis andand ischemic brain infarction, but at the same time also strongly increased bleeding times. These findings identified the GTPase as an important player for thrombus formation in hemostasis and thrombosis. Based on the previous proposal that the coagulation factor (F)XII might represent an ideal target for safe antithrombotic therapy without causing bleeding side effects, the last part of this thesis assesses the antithrombotic potential of the newly generated FXIIa inhibitor rHAInfestin- 4. It was found that rHA-Infestin-4 injection into mice resulted in virtually abolished arterial thrombus formation but no change in bleeding times. Moreover, rHA-Infestin-4 was similarly efficient in a murine model of ischemic stroke, suggesting that the inhibitor might be a promising agent for effective and safe therapy of cardio- and cerebrovascular diseases. / Thrombusbildung an einer verletzten Gefäßstelle ist ein dynamischer Prozess, der ein definiertes Zusammenspiel von Thrombozytenadhäsions-/aktivierungsrezeptoren, intrazellulären Signalen, Zytoskelettumstrukturierungen sowie die Aktivierung von Plasma Koagulationsfaktoren benötigt. Dieser Prozess ist essenziell um Blutungen nach einer Gefäßverletzung zu stoppen, kann aber auch zu akuten thrombotischen Erkrankungen wie Herzinfarkt und Schlaganfall führen. Mit Hilfe von genetisch veränderten Mäusen und der Verwendung von spezifischen Proteininhibitoren und Rezeptor-depletierenden Antikörpern wurden in der hier vorliegenden Dissertation neue Mechanismen der Thrombusbildung in Hämostase und Thrombose identifiziert. In dem ersten Teil der Studie konnte gezeigt werden, dass die Interaktion zwischen von Willebrand Faktor (vWF) und Glykoprotein (GP)Iba entscheidend für die Bildung von pathologischen Thromben bei hohen Scherraten ist, was auf die Eignung von GPIba als eine attraktive pharmakologische Zielstruktur (Target) für eine antithrombotische Therapie hindeutet. Die anschließende Analyse von vor kurzem generierten Phospholipase (PL)D1- defizienten Mäusen identifizierte dieses Enzym, dessen Rolle in der Thrombozytenfunktion bislang unbekannt war, als eine mögliches Targetprotein im Signalweg von GPIba. Dies basierte vor allem auf der Erkenntnis, dass PLD1-defiziente Mäuse eine stark gestörte GPIba-abhängige Thrombusstabilisierung unter hohen Scherbedingungen aufwiesen, ohne jedoch dabei die normale Hämostase zu beeinflussen. Im zweiten Teil der Arbeit wurde die funktionelle Relevanz des immunoreceptor tyrosinebased activation motif (ITAM)-gekoppelten Kollagenrezeptors GPVI und des vor kurzem entdeckten hemITAM-gekoppelten C-type lectin-like receptor 2 (CLEC-2) für die in vivo Thrombusbildung charakterisiert. Es wurde gezeigt, dass genetisch- und durch Antikörperinduzierte GPVI-Defizienz Mäuse gleichermaßen vor arteriellem Gefäßverschluss in drei verschiedenen Thrombosemodellen schützt. Diese Ergebnisse bestätigten GPVI als ein viel versprechendes antithrombotisches Target und zeigten, dass eine Antikörperbehandlung in Mäusen keine offensichtlichen unspezifischen Effekte auf die Thrombozytenfunktion hatte. Eine gleichermaßen induzierte Immunodepletion von CLEC-2 durch die Behandlung von Mäusen mit dem spezifischen Antikörper INU1 führte zu deutlich vermindertem Thrombuswachstum und reduzierter Thrombusstabilisierung unter Flussbedingungen in vitro und in vivo. Darüber hinaus konnte gezeigt werden, dass eine Doppel-Immunodepletion von GPVI und CLEC-2 zu einer stark reduzierten arteriellen Thrombusbildung führte, die mit dramatisch verlängerten Blutungszeiten einherging. Diese Ergebnisse machten eineunerwartete funktionelle Redundanz der beiden Rezeptoren deutlich und könnten möglicherweise einen wichtigen Einfluss auf eine eventuelle Entwicklung von anti-GPVI und anti-CLEC-2 antithrombotischen Wirkstoffen haben. Der dritte Teil der Arbeit liefert die erste funktionelle Analyse von Megakaryozyten- und Thrombozyten-spezifischen RhoA-Knockout Mäusen. RhoA-defiziente Mäuse zeigten einen definierten Signaldefekt in der Thrombozytenaktivierung, der zu einem deutlichen Schutz vor arterieller Thrombose und ischämischen Hirninfarkt aber gleichzeitig auch zu stark erhöhten Blutungszeiten führte. Dieses Ergebnis identifizierte die GTPase als einen wichtigen Spieler für die Thrombusbildung in Hämostase und Thrombose. Basierend auf dem vorausgegangenen Vorschlag, dass der Koagulationsfaktor XII (FXII) ein ideales Target für eine sichere antithrombotische Therapie darstellen könnte, ohne Blutungsnebenwirkungen zu verursachen, untersucht der letzte Teil der Arbeit das antithrombotische Potential des neu generierten FXIIa Inhibitors rHA-Infestin-4. Es konnte gezeigt werden, dass eine Injektion von rHA-Infestin-4 in Mäuse die arterielle Thrombusbildung nahezu aufhob aber Blutungszeiten nicht veränderte. Außerdem war rHAInfestin- 4 gleichermaßen effizient in einem Mausmodell des ischämischen Schlaganfalls, was darauf schließen lässt, dass der Inhibitor ein vielversprechender Wirkstoff für eine effektive und sichere Therapie von kardio- und zerebrovaskulären Erkrankungen sein können

Introdução: Embora a imagem com segunda harmônica esteja largamente disponível na maioria dos aparelhos de ultra-sonografia, sua acurácia para avaliar a morfologia e a função do apêndice atrial esquerdo (AAE) permanece precariamente caracterizada. Objetivos: Explorar o desempenho diagnóstico da ecocardiografia transtorácica com segunda harmônica (ETTsh) na avaliação do AAE após eventos neurológicos agudos. Métodos: Realizamos um estudo transversal em pacientes com eventos neurológicos isquêmicos agudos, encaminhados para realização de ETTsh e Ecocardiografia Transesofágica (ETE). As análises da área longitudinal máxima e do pico da velocidade de esvaziamento de fluxo do AAE foram realizadas por observadores cegos. Resultados: Foram avaliados 51 pacientes (49% femininas, 62 ± 12 anos) com eventos neurológicos isquêmicos agudos. Contraste ecocardiográfico espontâneo foi observado em 11 (22%) pacientes no AE, em 7(14%) no AAE e em 3 (6%) na aorta torácica descendente. Trombo no AAE foi identificado em apenas 2 (4%) pacientes. O mapeamento e a análise do AAE foi factível na maioria dos casos (98%), tanto para o estudo com Doppler quanto para avaliação da área do AAE. Observamos uma associação positiva e significativa entre o ETTsh e o ETE, tanto para a avaliação das velocidades máximas de esvaziamento do AAE (r=0,63; p<0,001) quanto para a área longitudinal máxima do AAE (r=0,73; p<0,001). Ademais, todos os pacientes com trombos no AAE ou contraste espontâneo (n=7) tiveram velocidade de esvaziamento inferior a 50 cm/s no mapeamento transtorácico (valor preditivo negativo de 100%). Na análise multivariada ajustada para diversos potenciais preditores transtorácicos de risco, a velocidade máxima de esvaziamento do AAE permaneceu independentemente associada com trombos no AAE ou contraste espontâneo. Conclusão: ETTsh pode fornecer informações relevantes a respeito da morfologia e dinâmica do AAE. Em particular, pacientes com velocidades altas de esvaziamento do AAE podem não necessitar de avaliação adicional com ETE. / Background. Although second harmonic imaging is widely available in most ultrasound systems, its accuracy to evaluate the left atrial appendage (LAA) morphology and function remains poorly characterized. Objectives. To explore the performance of second harmonic transthoracic echocardiography (shTTE) in the assessment of LAA after acute neurologic events. Methods. We conducted a cross-sectional survey of patients with acute ischemic neurologic events that underwent both shTTE and transesophageal echocardiography (TEE). Blinded off-line analysis of LAA maximal area and peak emptying velocities were performed. Results. Fifty-one consecutive patients (49% females, 62 ± 12 years) with acute ischemic neurologic events were evaluated. Spontaneous echocardiographic contrast was observed in 11(22%) patients in the LA, in 7(14%) in the LAA and in 3 (6%) in the thoracic aorta. LAA thrombus was identified in only 2(4%) patients. Scanning and analysis of the LAA was feasible in most patients (98%) both for Doppler and LAA area assessment. We observed a positive and significant association between shTTE and TEE assessment of both LAA peak emptying velocities (r=0.63, p<0.001) and LAA maximum area (r=0.73, p<0.001). In addition, all patients (n=7) with LAA thrombus or spontaneous contrast had peak emptying velocities inferior to 50 cm/s on transthoracic scanning (negative predictive value of 100%). In multivariate analysis adjusted for several potential transthoracic predictors of risk, LAA peak-emptying velocity remained independently associated with LAA thrombus or spontaneous contrast. Conclusions. shTTE can provide valuable information of LAA morphology and dynamic. In particular, patients with high peak emptying velocities might not need additional TEE imaging.