La vitamine K permet l’activation biologique de 14 protéines identifiées à ce jour et qualifiées de vitamines K dépendantes (PVKD). Un recyclage très efficient de la vitamine K par l’enzyme VKORC1 permet d’en limiter grandement les besoins nutritionnels. Chez certaines personnes, une subcarence pourrait exister et contribuer au développement de calcifications de la média des parois vasculaires et augmenter ainsi le facteur de risque cardio-vasculaire. Ce type de calcification est retrouvé chez les personnes hémodialysées, présentant un diabète ou tout simplement au cours du vieillissement. Le lien entre cette subcarence et les calcifications vasculaires est difficilement étudiable chez l’Homme du fait d’une évolution lente et d’effets pouvant être masqués par d’autres facteurs environnementaux. Pour pouvoir étudier directement ce phénomène, un modèle murin a été développé et caractérisé. Les rats développés dans de ce modèle ont des besoins fortement augmentés en vitamine K du fait d’un recyclage fortement altéré. Après 12 semaines d’administration déficient en vitamine K, les rats mâles présentaient des calcifications vasculaires médiales importantes de l’aorte, des poumons, des testicules et du cœur. La coagulation est maintenue bien qu’une diminution de l’activité des facteurs de la coagulation vitamine K dépendants soit observée. La matrix-gla-protéine tissulaire ainsi que l’ostéocalcine plasmatique sont retrouvées accumulées sous leur forme inactive. Dans le même temps, la concentration en vitamine K tissulaire est très fortement diminuée. Ces résultats ne sont pas observés chez les rats non mutés subcarencés ni chez les rats mutés non-subcarencé. Ce travail permet pour la première fois de montrer l’existence d’un lien fort entre subcarence en vitamine K et calcifications vasculaires. Ce modèle de subcarence pourrait servir à une meilleure compréhension du rôle des différentes PVKD extra-hépatiques. Il constitue également un modèle de choix pour l’étude des calcifications médiales et de leurs évolutions / Vitamin K allows the biological activation of 14 proteins identified to date and called K-dependent vitamins (PVKD). A highly efficient recycling of vitamin K by the enzyme VKORC1 greatly limits the nutritional requirements. In some people, subcarence may exist and contribute to the development of vascular wall medial calcification and thus increase the cardiovascular risk factor. This type of calcification is found in people with hemodialysis, diabetes or simply during aging. The link between this subcarence and vascular calcification is difficult to study in humans because of a slow evolution and effects that can be masked by other environmental factors. To study this phenomenon directly, a murine model has been developed and characterized. The rats developed in this model have a greatly increased need for vitamin K because of a highly altered recycling. After 12 weeks of vitamin K deficiency, male rats had significant medial vascular calcification of the aorta, lungs, testes and heart. Coagulation is maintained although a decrease in activity of vitamin K-dependent coagulation factors is observed. Matrix-gla-tissue protein as well as plasma osteocalcin are found accumulated in their inactive form. At the same time, the concentration of tissue vitamin K is greatly reduced. These results are not observed in the non-mutated subcarenated rats nor in the non-subcarated mutated rats. This work allows for the first time to show the existence of a strong link between vitamin K subcarence and vascular calcifications. This subcarency model could be used to better understand the role of the different extrahepatic PVKDs. It is also a model of choice for the study of medial calcifications and their evolution

Les anticoagulants antivitamine K (AVK) sont destinées à limiter la coagulation du sang. Ils sont donc susceptibles de provoquer des saignements. Les AVK ralentissent le cycle de la vitamine K qui est indispensable à la gamma-carboxylation de certaines protéines (PVKD). Les AVK inhibent l'activité vitamine K époxide reductase (VKOR), principalement catalysée par VKORC1. Ce sont des médicaments anticoagulants utilisés chez l'homme. Chez les rongeurs, ils servent de rodonticides. Une résistance aux AVK est observé tant chez l'homme que chez le rongeur.Chez des patients résistants aux AVK, 26 mutations ont été décrites dans la zone codante de VKORC1. L'expression hétérologue de ces enzymes mutées n'a permis de trouver que 6 mutations impliquées dans la résistance. Repérer ces mutations avant le début d'un traitement permettra une mise en place du traitement plus rapide. Les autres mutations ne seraient pas responsables du phénotype observé.La VKORC1L1 a été décrite comme une protéine agissant contre le stress oxydatif. Notre travail confirme que l'enzyme catalyse la réaction VKOR. Si sa participation dans la réduction de la vitamine K époxide est insignifiante dans le foie, il en est tout autrement dans les autres tissus testés. De plus, la VKORC1L1 apparait plus résistante aux AVK par rapport à la VKORC1. Ces propriétés catalytiques de la VKORC1L1 permettent d'expliquer l'absence d'effets des AVK sur les PVKD d'origine extra-hépatiques.Enfin, un travail de mutagénèse dirigée a permis d'abaisser ou d'augmenter considérablement la sensibilité de VKORC1L1 aux AVK. Ces résultats nous permettent de décrire l'implication de différents acides aminés dans l'interaction avec les AVK / Anticoagulant vitamin K antagonists (VKA) are molecules designed to prevent or delay blood clotting. They cause bleeding by slowing the recycling of vitamin K, an essential micronutrient for posttranslational modification of specific proteins (VKDP). It has been shown that VKA specifically inhibit VKORC1 enzyme which catalyze the VKOR reaction. VKA are used as rodenticides to control the proliferation of populations of pest rodents. In humans, they are used in the treatment and prevention of the occurrence of thromboembolic events. Due to the widespread use of these VKA, it was observed a phenomenon of resistance which is essential to better understand for economic, ecological or public health interests. In humans, 25 of 26 mutations were characterized. While these changes have been observed in patients resistant to VKA, the causality of these mutations has been demonstrated for 6 mutations. The ability to detect these changes before the start of treatment will allow the future implementation of the much faster and less expensive. Other mutations are not responsible for the observed phenotype.Moreover, VKORC1L1 has been described as an enzyme whose function is to act against oxidative stress. This study confirms that the enzyme catalyzes the VKOR reaction. If it appears that the liver in its participation in the reduction of vitamin K epoxide is insignificant, it is quite different in other tissues tested. In addition, VKORC1L1 appears more resistant to VKA over the VKORC1. Finally, directed mutagenesis of these residues lead to the decrease or the increase of VKORC1L1 sensitivity to VKA. These data result to the implication of residues in their interaction with VKA