Rôle de SHIP1 dans les réponses plaquettaires et la croissance du thrombus

SHIP1 : The Src homology 2-containing inositol 5-phosphatase 1

Résumé

Le rôle important des plaquettes dans l’hémostase physiologique et dans certaines maladies artérielles justifie une meilleure compréhension des mécanismes impliqués dans les diverses fonctions plaquettaires. SHIP1 (Src-homology 2 domain-containing inositol 5-phosphatase 1) est une 5-phosphatase qui joue un rôle critique dans la régulation du taux de deux seconds messagers, le phosphatidylinositol 3,4-bisphosphate et le phosphatidylinositol 3,4,5-trisphosphate.
Nous avons montré que l’absence de SHIP1 affecte l’agrégation plaquettaire et la formation du thrombus in vitro. De plus, les souris déficientes pour SHIP1 présentent des défauts de formation du thrombus artériel en réponse à une lésion induite par un laser. Ces résultats, obtenus in vivo, sont corrélés à une augmentation du temps de saignement. Une analyse de l’ultrastructure plaquettaire montre que les plaquettes déficientes pour SHIP1 présentent sous activation des anomalies morphologiques, corrélées à une augmentation de la taille des plaquettes et à une diminution des contacts plaquettes-plaquettes. L’absence de SHIP1 affecte par ailleurs la rétraction du clou plaquettaire. SHIP1 apparaît ainsi être nécessaire à la contraction plaquettaire, l’organisation du thrombus et la rétraction du clou plaquettaire, mécanismes indispensables pour une hémostase normale.
Cette étude contribue à une meilleure compréhension des mécanismes moléculaires impliqués dans les diverses fonctions plaquettaires permettant de mettre à jour de nouvelles cibles thérapeutiques.

Introduction

Le rôle important des plaquettes dans la maladie artérielle thromboembolique, l’athérosclérose et la resténose après angioplastie a justifié la mise en oeuvre de nombreux essais cliniques associant un traitement anti-plaquettaire à d’autres thérapies. L’évolution de ces traitements nécessite des connaissances précises des acteurs moléculaires qui sous-tendent l’activation et l’agrégation plaquettaires.
Bien qu’incomplètement caractérisés, ces mécanismes apparaissent d’ores et déjà complexes et très contrôlés. On sait par exemple que les PI 3-kinases qui générent deux second messagers, le phosphatidylinositol 3,4,5-trisphosphate (PtdIns(3,4,5)P3) et le phosphatidylinositol 3,4-bisphosphate (PtdIns(3,4)P2), jouent un rôle important dans la régulation de l’activation plaquettaire.
Par ailleurs, il est maintenant bien établi dans de nombreux modèles que les phosphoinositide phosphatases impliquées dans l’hydrolyse de ces mêmes D3-phosphoinositides, sont également essentielles. Dans les plaquettes l’inositol 5-phosphatase SHIP1 (Src-homology 2 domain-containing inositol 5-phosphatase 1) joue un rôle majeur dans le contrôle des taux respectifs de PtdIns(3,4,5)P3 et de PtdIns(3,4)P22. Sa perte d’expression est suffisante pour induire une accumulation de PtdIns(3,4,5)P3 et une forte diminution de la production de PtdIns(3,4)P2 dans les plaquettes stimulées par la thrombine ou le collagène.
Afin de mieux comprendre les fonctions de cette protéine, nous avons étudié en détail le phénotype des plaquettes de souris déficientes en SHIP1 (SHIP1-/-) in vitro et in vivo.

Résultats

Les plaquettes SHIP1-/- présentent in vitro une forte diminution de l’amplitude de l’agrégation en réponse à divers agonistes. Les agrégats obtenus sont des micro-agrégats stables, ne présentant pas de tendance à la réversion. Ces résultats sont en accord avec ceux obtenus en conditions de flux in vitro, où du sang total est perfusé à travers un microcapillaire recouvert d’une matrice de collagène.
Cette approche a permis de mettre en évidence une diminution significative de la taille et du volume des thrombi formés en l’absence de SHIP1. Cette diminution de la taille des thrombi est corrélée à une augmentation forte du temps de saignement des souris SHIP1-/-, montrant ainsi que les défauts de réponses des plaquettes SHIP1-/-in vitro sont corrélés à des défauts de l’hémostase primaire in vivo.
Des expériences de microscopie intra-vitale, qui permettent de visualiser la formation de thrombi au niveau des artérioles mésentériques lésées par un laser, démontrent clairement que SHIP1 joue un rôle majeur dans la croissance du thrombus in vivo. Les plaquettes normales et SHIP1-/- s’accumulent rapidement au niveau du site de la lésion puis forment un thrombus dans les 30 secondes. La différence majeure entre les plaquettes normales et SHIP1-/- concerne la taille du thrombus et le nombre de plaquettes recruté, qui sont significativement diminués dans les souris SHIP1-/-.
De plus, des analyses histologiques de poumons de souris ayant subi une injection intraveineuse non létale de collagène et d’adrénaline montrent un nombre réduit de plaquettes recruté au niveau des thrombi pulmonaires des souris SHIP1-/-.
L’ensemble de ces résultats démontrent le rôle majeur de SHIP1 dans la formation d’agrégats plaquettaires in vitro et la croissance des thrombi in vivo. Ces effets ont été observés avec tous les agonistes plaquettaires permettant de penser qu’un mécanisme commun central est affecté en l’absence de SHIP1.
Par ailleurs, l’absence de SHIP1 induit une inhibition modérée (environ 20 % à 40 % en fonction de l’agoniste) de la sécrétion du contenu des granules plaquettaires. Toutefois, cet effet partiel de l’absence de SHIP1 sur la sécrétion ne peut expliquer en totalité le défaut majeur d’agrégation et de formation du thrombus des plaquettes SHIP1-/-.
L’intégrine aIIbb3 est indispensable pour l’agrégation et la formation du thrombus. De façon intéressante, l’activation de l’intégrine aIIbb3 (signalisation « inside-out » et « outside-in ») n’est pas significativement affectée dans les plaquettes SHIP1-/- malgré le défaut majeur d’agrégation.
La mobilisation calcique, qui est également un élément important dans l’activation plaquettaire, n’est pas affectée par l’absence de SHIP1.
Une analyse de l’ultrastructure plaquettaire réalisée en microscopie électronique nous a permis de montrer que les plaquettes SHIP1-/- stimulées par la thrombine présentent une distension du système canaliculaire ouvert avec l’apparition de larges vacuoles et d’extensions membranaires. Ces anomalies morphologiques sont corrélées à une augmentation de la surface des plaquettes SHIP1-/- stimulées à la thrombine ainsi qu’à une diminution des contacts plaquettes-plaquettes.
Dans son ensemble, le phénotype des plaquettes SHIP1-/- suggère une implication de SHIP1 dans les mécanismes de contraction plaquettaire. La phosphorylation de la chaîne légère de la myosine qui est nécessaire à la formation du système contractile plaquettaire, est effectivement fortement diminuée dans les plaquettes SHIP1-/-.
En accord avec ces résultats, la perte de SHIP1 induit une inhibition de la rétraction du clou plaquettaire. Ce manque de contraction pourrait ainsi expliquer le fait que ces plaquettes ne sont pas capables d’établir des contacts étroits entre elles, qui sont nécessaires pour avoir une totale activation plaquettaire aboutissant à la formation de gros agrégats compacts et bien structurés.

Conclusion

Cette étude montre pour la première fois un rôle essentiel de la phosphoinositide 5-phosphatase SHIP1 dans les processus d’activation plaquettaire in vitro et in vivo. SHIP1 est essentiellle à la formation de gros agrégats compacts permettant ainsi une obturation hémostatique efficace lors d’une brèche vasculaire.

Publications :

Deficiency of Src homology 2 domain–containing inositol 5-phosphatase 1 affects platelet responses and thrombus growth. Sonia Séverin, Marie-Pierre Gratacap, Nadège Lenain, Laetitia Alvarez, Etienne Hollande, Josef M. Penninger, Christian Gachet, Monique Plantavid, and Bernard Payrastre. J Clin Invest. 2007 April 2 ; 117(4) : 944–952. PMID : 17347685