Physiologie plaquettaire

Physiologie plaquettaire

Les plaquettes sanguines ou thrombocytes sont les plus petits éléments figurés du sang qui jouent un rôle majeur dans l’hémostase. Elles proviennent de la fragmentation du cytoplasme de leurs précurseurs médullaires : les mégacaryocytes.

Mégacaryopoïèse

La mégacaryopoïèse se déroule dans la moelle osseuse (MO), mais l’étape terminale est en  partie sanguine et pulmonaire. Comme toutes les cellules différenciées dans du sang circulant, les plaquettes proviennent d’une cellule souche hématopoïétique (CSH). Les CSH sont les seules cellules hématopoïétiques multipotentes (capables de donner tous les types cellulaires hématopoïétiques) et de s’auto-renouveler durant toute la vie d’un individu (3,4).

Cette CSH se différencie en progéniteur lymphoïde d’une part, et en progéniteur myéloïde d’autre part : la CFU – GEMM (Colony Forming Unit Granulocytaire, Erythroblastique, Mégacaryocytaire et Monocytaire), capable de donner toutes les lignées myéloïdes, y compris la lignée mégacaryocytaire .

La CFU-GEMM se différencie ensuite en CFU – GM, progéniteur granulocytaire et monocytaire, et en MEP : progéniteur commun erythroblastique-mégacaryocytaire. Les MEPs se différencient à leur tour en progéniteurs érythrocytaires et progéniteurs mégacaryocytaires ; c’est à ce stade que commence la prolifération mégacaryocytaire proprement dite.

Les progéniteurs mégacaryocytaires sont des cellules non reconnaissables morphologiquement, caractérisées par leur capacité à former in vitro des colonies composées de mégacaryocytes ; ils assurent ainsi l’expansion mégacaryocytaire. Deux classes sont définies en fonction de leur capacité de prolifération : les progéniteurs mégacaryocytaires précoces à haut potentiel prolifératif, les BFU-MK (burst forming unit-megakaryocte), et les CFU-MK (colony forming unit megakaryocyte), à potentiel prolifératif moindre. Les promégacaryoblastes (ou cellules transitionnelles) correspondent au stade cellulaire succédant à la CFU-MK. Il s’agit de cellules d’allure blastique de petite taille (Figure 2). La lignée mégacaryocytaire suit ensuite un processus unique de maturation comprenant polypoïdisation, maturation cytoplasmique, puis formation de proplaquettes. Les promégacaryoblastes augmentent leur ploïdie par une succession d’endomitoses. Les endomitoses, ou endoreduplications, consistent en une réplication de l’ADN sans division cellulaire conduisant à des cellules géantes polyploïdes (ploïdie moyenne de l’adulte : 16N) (6), mononuclées. De récents travaux suggèrent que ce processus serait dû à un défaut tardif de cytocinèse, lié à un défaut de l’anneau contractile et de la voie d’activation Rho / Rock (7). Le cytoplasme subit lui aussi une maturation, comprenant la synthèse de protéines plaquettaires spécifiques contenues dans les organelles plaquettaires ; ainsi que la synthèse des membranes de démarcation, délimitant des canaux à l’intérieur du MK ouverts sur l’extérieur.

A la fin de sa maturation, les MKs migrent vers la niche vasculaire et forment, par déroulement de leurs membranes de démarcation, de longues protubérances appelées proplaquettes qui viennent s’étendre au travers de la monocouche endothéliale sinusoïdale et se fragmentent sous l’effet du flux sanguin libérant ainsi des pré-plaquettes dans la circulation sanguine. Ces dernières se fragmentent à leur tour pour former les plaquettes sanguines (8). Chaque MK produit entre 2000 et 5000 plaquettes.

La mégacaryopoïèse est régulée par l’expression séquentielle des facteurs de transcription (RUNX1, GATA1, …) et de nombreuses cytokines, dont la principale est la thrombopoïètine (TPO). La TPO possède les propriétés d’un facteur à activité CSF agissant sur toute la lignée mégacaryocytaire : prolifération des progéniteurs mégacaryocytaires, polyploïdisation et maturation cytoplasmique des MK puis formation des plaquettes .

Structure des plaquettes

Les plaquettes sanguines sont les plus petits éléments du sang circulant ; leur durée de vie dans le sang circulant est de 8 à 10 jours. Au repos, elles ont une forme discoïde avec un diamètre de 2 à 5μm et un volume moyen (VPM) compris entre 8 et 11fL. Chez l’adulte, la concentration plaquettaire sanguine normale est comprise entre 150 et 400G/L ; le reste des plaquettes étant séquestré dans la rate.

Membrane

La membrane plaquettaire est une bicouche phospholipidique asymétrique comprenant du cholestérol, des glycolipides, des protéoglycanes ainsi que des glycoprotéines. Au repos, les phospholipides anioniques sont majoritairement situés sur le feuillet interne de la membrane plasmique (12) et basculent, lors de l’activation plaquettaire, sur le feuillet externe. Ce « flipflop » des phospholipides est essentiel à l’activité pro-coagulante des plaquettes activées. La membrane plasmique s’invagine vers l’intérieur de la cellule donnant naissance à un système particulièrement complexe : le système canaliculaire ouvert (SCO) qui accroit les échanges avec le milieu environnant en facilitant l’endocytose et l’exocytose des organelles intracellulaires (13) et forme également une réserve de membrane indispensable lors du changement de forme des plaquettes .

Cytosquelette
Le cytosquelette des plaquettes est constitué d’un réseau de microtubules formant un anneau sous la membrane plasmique appelé bande marginale, assurant le maintien de la forme discoïde de la plaquette au repos (15), ainsi que de filaments contractiles composés d’actine et de myosine II. Les microfilaments d’actine sont présents sous forme de monomères (G actine) ou polymérisées (F actine). Le changement de forme des plaquettes lors de leur activation implique un remaniement du cytosquelette. Les plaquettes en suspension activées par un agoniste soluble passent d’une forme discoïde à une forme sphérique et émettent des filopodes. Lors d’une adhésion statique sur une surface recouverte de fibrinogène ou de collagène par exemple, les plaquettes activées deviennent également sphériques, puis s’étalent en émettant séquentiellement des filopodes puis des lamellipodes et des fibres de stress .

Organelles plaquettaires

Les organelles plaquettaires comprennent un système tubulaire dense (STD), correspondant au réticulum endoplasmique lisse ; des mitochondries contribuant au métabolisme énergétique ; des grains de glycogène ainsi que des granules de stockage (granules α, granules denses et lysosomes) dont le contenu est sécrété ou exposé à la membrane par exocytose lors d’une forte activation.

Granules α
Les granules α sont les organelles plaquettaires les plus abondants : on en retrouve environ 40 à 80 par plaquette. Ils ont une forme sphérique ou ovoïde, avec un diamètre allant de 200 à 500nm. Les constituants des granules α sont soit d’origine plasmatique, incorporés dans les granules par endocytose (c’est notamment le cas des immunoglobulines) ; soit synthétisés par le mégacaryocyte : c’est le cas du PF4 (Facteur 4 plaquettaire) ou du VWF (Facteur von Willebrand) par exemple. Les granules α contiennent à la fois des protéines membranaires qui seront exprimés à la surface des plaquettes, et des protéines solubles qui seront libérées dans le milieu extra cellulaire après sécrétion. Ces protéines sont impliquées non seulement dans la coagulation, mais également dans l’inflammation, l’angiogenèse, et dans la défense de l’hôte.

Granules denses (δ)
Les granules denses, ou granules δ, sont plus petits ( environ 150nm de diamètre) et moins nombreux (entre 3 et 8 par plaquettes) que les granules α (19). Leur centre est opaque aux électrons en microscopie électronique à transmission, ce qui leur vaut leur appellation de granules denses. Ils contiennent des petites molécules essentielles à la physiologie plaquettaire, notamment de grandes quantités de nucléotides (ADP et ATP) et de la sérotonine ainsi qu’une forte concentration de calcium .

Lysosomes
On retrouve moins de 3 lysosomes par plaquettes, d’un diamètre de 200 à 250nm chacun. Les constituants majeurs de ces organelles sont des enzymes impliquées dans la dégradation de protéines, de carbohydrates et de lipides . Leur membrane contient LAMP-1, LAMP-2, et CD63.

Table des matières

INTRODUCTION
1. Physiologie plaquettaire
1.1. Mégacaryopoïèse
1.2. Structure des plaquettes
1.2.1. Membrane
1.2.2. Cytosquelette
1.2.3. Organelles plaquettaires
1.2.3.1. Granules α
1.2.3.2. Granules denses (δ)
1.2.3.3. Lysosomes
1.3. Rôle des plaquettes dans l’hémostase primaire
1.3.1. Activation plaquettaire
1.3.1.1. Voies de signalisation impliquant les molécules adhésives
a) Le complexe GPIb-IX-V
b) La GPVI
c) Les intégrines
1.3.1.2. Voies de signalisation impliquant les agonistes solubles
a) Les récepteurs à la thrombine : PAR1 et PAR4
b) Les récepteurs à l’ADP : P2Y1 et P2Y12
c) Les récepteurs au thromboxane A2 (TXA2) : TPα
d) Les récepteurs à l’épinéphrine (adrénaline)
e) Les récepteurs à la sérotonine (5-HT)
1.3.1.3. Voies d’inhibition de l’activation plaquettaire
1.3.2. Agrégation plaquettaire
1.3.2.1. Signalisation « inside-out » de l’intégrine αIIbβ3
a) Voies de signalisation « inside-out » impliquées dans l’agrégation plaquettaire
b) CalDAG-GEFI : nœud de signalisation intra-plaquettaire
1.3.2.2. Signalisation « outside-in » de l’intégrine αIIbβ3
2. Outils diagnostiques
2.1. Préanalytique
2.2. Numération plaquettaire et microscopie optique
2.3. Microscopie électronique
2.4. Immunofluorescence
2.5. Tests globaux d’exploration de l’hémostase primaire
2.5.1. Temps de saignement
2.5.2. Temps d’occlusion plaquettaire
2.6. Agrégation plaquettaire
2.7. Cytométrie en flux
2.8. Etude de la sécrétion plaquettaire
2.8.1. Dosage du contenu des granules plaquettaires
2.8.1.1. Granules α
a) Dosage des protéines solubles des granules α
b) Etude des protéines membranaires des granules α
2.8.1.2. Granules denses
a) Etude des protéines membranaires des granules denses
b) Détermination du contenu en nucléotides plaquettaires
c) Dosage de la sérotonine
2.8.2. Tests fonctionnels de la sécrétion granulaire
2.8.2.1. Granules α
2.8.2.2. Granules denses
a) Lumi-agrégométrie : Test à la luciférine luciférase
b) Test de sécrétion de la sérotonine (SRA : serotonin release assay)
c) Autres tests fonctionnels de sécrétion de la sérotonine
d) Test à la mépacrine
2.9. Biologie moléculaire
3. Stratégie diagnostique et classification des principales thrombopathies constitutionnelles
3.1. Stratégie diagnostique
3.2. Classification des principales thrombopathies constitutionnelles
3.2.1. Pathologies des récepteurs glycoprotéiques des protéines adhésives ou d’agrégation
3.2.1.1. Thrombasthénie de Glanzmann
3.2.1.2. Syndrome de Bernard-Soulier
3.2.1.3. Déficit en GPVI
3.2.1.4. Pseudo-maladie de Willebrand plaquettaire
3.2.2. Pathologies des récepteurs des agonistes solubles
3.2.2.1. Déficit en P2Y12
3.2.2.2. Déficit en récepteur du TXA2
3.2.3. Pathologies des voies de signalisation
3.2.3.1. Déficit en CalDAG-GEFI
3.2.3.2. Déficit en Kindline : leukocyte adhesion deficiency III (LAD-III)
3.2.3.3. Syndrome de Noonan
3.2.4. Pathologies sécrétoires
3.2.4.1. Défauts des granules α
a) Syndrome des plaquettes grises
b) Thrombopathie Québec, ARC syndrome, syndrome de Paris-Trousseau
3.2.4.2. Défauts des granules denses
a) Syndrome du pool vide
b) Syndrome de Chediak-Higashi, Syndrome d’Hermansky-Pudlak, Syndrome de Griscelli
3.2.5. Anomalies de l’activité procoagulante des plaquettes
3.2.5.1. Syndrome de Scott
CONCLUSION

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