Rôle des microparticules circulantes dans les pathologies pulmonaires : nouveau biomarqueur ou acteur de la physiopathologie ?

Role of circulating microparticles in pulmonary diseases : new biomarker ou pathophysiological actor ?

• Auteur / Autrice : Nour Bacha
• Direction : David Smadja
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Hématologie
• Date : Soutenance le 12/06/2017
• Etablissement(s) : Sorbonne Paris Cité
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Médicament, toxicologie, chimie, imageries (Paris ; 2014-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation : Université Paris Descartes (1970-2019)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Innovations Thérapeutiques en hÉMostase (Paris ; 2006-....)
• Jury : Président / Présidente : Olivier Sanchez
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Olivier Sanchez, Louis-Jean Couderc, Laurent Bertoletti, Clément D'Audigier
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Louis-Jean Couderc, Laurent Bertoletti

Mots clés

Mots clés contrôlés

Marqueurs biologiques

Vésicules extracellulaires

Plaquettes sanguines

Endothélium

Fibrinolyse

Fibrose pulmonaire

Hypertension artérielle pulmonaire

Mots clés libres

Microparticules circulantes

Hypertension pulmonaire

Fibrose pulmonaire idiopathique

Coagulation

Fibrinolyse

Endothélium

Remodelage vasculaire

Plaquettes

Treprostinil

Circulating microparticles

Pulmonary hypertension

Idiopathic pulmonary fibrosis

Coagulation

Fibrinolysis

Endothelium

Vascular remodeling

Platelets

Treprostinil

Résumé

Les microparticules (MP) sont des vésicules extracellulaires obtenues après bourgeonnement de la membrane des cellules activées. Elles expriment à leur surface les mêmes molécules que la cellule mère et sont des vecteurs d'informations biologiques pour des cellules cibles, leur permettant de contribuer à de nombreux processus physiologiques et pathologiques. Elles participent notamment à la coagulation, la fibrinolyse, le remodelage tissulaire et leur rôle procoagulant a été décrit dans certaines pathologies telles que les pneumopathies interstitielles diffuses ou encore l'hypertension artérielle pulmonaire (HTAP). Afin de comprendre le rôle des MP circulantes dans les pathologies pulmonaires, nous avons quantifié celles-ci dans deux populations de patients atteints de pathologies pulmonaires rares : une population pédiatrique de patients avec HTAP et une cohorte de patients atteints de fibrose pulmonaire idiopathique dans le cadre de l'étude COFI. Notre étude dans l'HTAP a permis de confirmer l'augmentation de ces MP dans la population pédiatrique, comme décrit précédemment dans la littérature dans la population adulte. De plus, nous avons pu mettre en évidence que les taux de microparticules sont abaissés après traitement vasodilatateur par analogue de prostacycline (treprostinil), ce qui est associé à une diminution de leur potentiel procoagulant quantifié par un test de génération de fibrine. Ainsi, les effets bénéfiques du treprostinil observés en clinique pourraient être la conséquence non seulement de ses effets vasodilatateurs mais également antiplaquettaires, il contribuerait donc à maintenir les plaquettes au repos, réduisant ainsi la formation de thrombus dans la circulation pulmonaire. Notre deuxième étude a permis de quantifier les MP circulantes dans le plasma de patients atteints de fibrose pulmonaire idiopathique (FPI). Cette maladie est liée à un complexe mécanisme physiopathologique qui reste à ce jour mal connu. Nous avons démontré que les MP endothéliales (MPE) étaient augmentées chez les patients atteints de FPI et que cette augmentation était corrélée à la sévérité de l'atteinte respiratoire évaluée par la DLCO (capacité de diffusion pulmonaire du monoxyde de carbon). Afin d'explorer leur potentiel rôle dans la fibrogenèse, nous avons évalué le rôle de MP endothéliales, obtenues à partir de progéniteurs endothéliaux de patients avec FPI sur des fibroblastes pulmonaires. Nous avons pu mettre en évidence que ces MP endothéliales isolées de patients atteints de FPI avaient une capacité accrue à modifier les propriétés promigratoires de fibroblastes in vitro. Ainsi, au delà de leur rôle de biomarqueur dans la FPI, cette étude a permis de mettre en évidence que les MPE de patients présentant une FPI pourraient avoir une implication dans la physiopathologie de cette pathologie interstitielle rare. Le phénomène de migration pourrait contribuer à l'invasion des poumons par les fibroblastes au cours de la maladie. Dans ce travail, nous présentons donc les microparticules circulantes et notamment celles issues des plaquettes et des cellules endothéliales comme des biomarqueurs innovants potentiellement utilisables pour le diagnostic et le suivi des patients avec hypertension artérielle ou fibrose pulmonaire idiopathique. De plus, les MP endothéliales pourraient être des acteurs de la physiopathologie de la FPI.

Microparticles (MPs) are extracellular vesicles obtained after membrane shedding of activated cells. They express on their surface the same molecules as mother cells and are biological vectors, enabling them to contribute to numerous physiological and pathological processes. They participate to coagulation, fibrinolysis, tissue remodeling and their procoagulant role was described in pathologies such as diffuse pulmonary interstitial disease or pulmonary arterial hypertension (PAH). In order to understand involvement of circulating MPs in pulmonary diseases, we quantified them in two patients populations with rare pulmonary diseases: a pediatric population of patients with PAH and a cohort of patients with idiopathic pulmonary fibrosis (IPF) in the COFI study. Our study in PAH confirmed the increase of MPs in the pediatric population, as described previously in the literature in the adult population. In addition, we showed that microparticles levels are decreased after vasodilator treatment by a prostacyclin analogue (treprostinil), which is associated with a decrease in their procoagulant potential quantified by a fibrin generation test. Thus, the beneficial effects of treprostinil observed clinically may be the consequence not only of its vasodilatator therapy but also antiplatelet effects: it would therefore help keep the platelets at rest, thereby reducing the formation of thrombus in the lung circulation. Our second study quantified circulating MPs in patients with idiopathic pulmonary fibrosis (IPF). This disease is linked to a complex pathophysiological mechanism that remains poorly known to date. We demonstrated that endothelial MPs (EMPs) were increased in patients with IPF and that this increase was correlated with the severity of respiratory disease assessed by DLCO (diffusing capacity of the lung for carbon monoxide). In order to explore their potential role in fibrogenesis, we evaluated the role of endothelial MPs obtained from endothelial progenitors from patients with IPF on pulmonary fibroblasts in vitro. We were able to demonstrate that endothelial MPs isolated from patients with IPF had an increased ability to modify the promigratory properties of fibroblasts in vitro. Thus, beyond their role as biomarker in IPF, our study demonstrates that endothelial MPs of patients with IPF could have an implication in the pathophysiology of this rare interstitial disease. The migration phenomenon could contribute to the invasion of the lungs by fibroblasts during the disease. In this work, we present the circulating microparticles and in particular those derived from platelets and endothelial cells as innovative biomarkers potentially usable for the diagnosis and follow-up of patients with PAH or IPF. In addition, endothelial MPs may be involved in the pathophysiology of IPF.