Littérature scientifique sur le sujet « P-sélectine »

L'hypertension est un facteur de risque cardiovasculaire important. Après avoir rassemblé les gènes et leurs polymorphismes susceptibles de moduler l'hypertension, y compris ceux impliqués en pharmacogénétique, nous avons approfondi dans ce travail un groupe de gènes et de leurs produits, les sélectines. Les sélectines (E-sélectine, P-sélectine et L-sélectine) sont des molécules d'adhésion localisées à la surface des cellules endothéliales activées et en surface des leucocytes. Elles participent à l'étape initiale du recrutement des leucocytes circulants qui précède leur migration vers la zone inflammatoire. Les sélectines sont impliquées dans de nombreuses pathologies parmi lesquelles les maladies cardio-vasculaires, les maladies inflammatoires et auto-immunes. Certains polymorphismes génétiques de la E-sélectine et de la P-sélectine sont associés à ces diverses pathologies. De même, les concentrations sanguines de ces molécules, reflet de leur expression cellulaire, sont augmentées en conditions pathologiques. Au sein d'une large population supposée saine (Cohorte Stanislas) nous avons montré que les facteurs environnementaux tels que l'âge, le sexe, la surcharge pondérale, et l'alcool sont susceptibles de modifier l'impact de polymorphismes de la E-sélectine sur la définition des niveaux de pression artérielle. Dans un second temps, nous avons étudié l'influence des polymorphismes génétiques de la E-sélectine et de la P-sélectine sur leur taux circulants. Bien qu'aucun des polymorphismes G98T, Serl28Arg et Leu554Phe, n'influencent le taux de E-sélectine, nous avons montré que les polymorphismes 599Val/Leu, 715 Thr/Pro, et N562D du gène de la P-sélectine influencent fortement la concentration en P-sélectine. Dans un troisième temps nous avons démontré qu'il existe des ressemblances familiales des concentrations en E-sélectine et P-sélectine, suggérant un rôle majeur de la génétique et de l'environnement partagé dans la régulation des concentrations de ces molécules d'adhésion. Enfin, nous avons débuté des études de transcriptomique et pour ce faire nous avons réalisé une banque de sang et de lymphocytes. L'ensemble de ces résultats permet de mieux comprendre la régulation physiologique de la E- sélectine et de la P-sélectine ainsi que les facteurs à prendre en compte lors d'études cliniques et pharmacologiques impliquant ces molécules. L'approche transcriptomique devrait par ailleurs renforcer la connaissance actuelle du lien entre le gène et la protéine.

Les pathologies de la paroi artérielle, et notamment l’athérosclérose, sont responsables de plus de 25% des décès dans le monde. Ces pathologies sont à l’origine de la thrombose,caractérisée par l’occlusion d’une artère par un caillot, ou thrombus. Ce travail de thèse explore l’utilisation de nanoparticules et microparticules polymères pour améliorer le diagnostic et le traitement de la thrombose. Ce type de particules permet en effet d’associer des agents de contraste et des actifs thérapeutiques à des agents de ciblage pour favoriser leur accumulation spécifique au niveau du thrombus. Les particules sont formulées à partir de polysaccharides et/ou de poly(cyanoacrylate d’isobutyle). Elles sont fonctionnalisées en surface avec du fucoïdane, un polysaccharide naturel extrait d’algues brunes. Le fucoïdane présente une affinité très forte pour la P-sélectine, molécule exprimée par les plaquettes activées qui constituent en partie le thrombus. Au cours de ce projet, un test in vitro d’adhésion en flux a été mis au point pour valider l’interaction des systèmes développés avec leur cible moléculaire, la P-sélectine, et leur cible cellulaire, les plaquettes activées. L'agent thérapeutique standard utilisé pour induire la dégradation du thrombus est l’activateur tissulaire du plasminogène. Celui-ci a été chargé sur des nanoparticules copolymères fonctionnalisées avec du fucoïdane. L’efficacité de ces systèmes a ensuite été validée dans un modèle murin de thrombose. Enfin, des nanoparticules composées exclusivement de polysaccharides et entièrement hydrophiles, dites “nanogels”, ont été synthétisées par un procédé innovant. Les résultats obtenus dans ce travail de thèse confirment le fort potentiel des approches ciblées pour le diagnostic et le traitement de la thrombose. Ils contribuent d’une manière plus générale au développement de la médecine personnalisée dans le domaine cardiovasculaire
Arterial wall diseases, including atherosclerosis, are responsible for more than 25% of all deaths worldwide. These pathologies are at the origin of thrombotic events, characterized by the occlusion of an artery by a clot, called a thrombus. This thesis explores the use of polymer nanoparticles and microparticles for thrombosis imaging and therapy. This type of particles combines contrast agents and therapeutic agents with targeting moieties to promote their specific accumulation at the thrombus. The particles are composed of polysaccharides and/or poly(isobutyl cyanoacrylate). They are functionalized with fucoidan, a polysaccharide extracted from brown algae. Fucoidan shows a very strong affinity for P-selectin, a molecule expressed by activated platelets which form part of the thrombus. In this study, an in vitro flow adhesion assay is set up to validate the interaction of developed systems with their molecular target, the P-selectin, and with their cellular target, the activated platelets. Tissue plasminogen activator is the standard therapeutic agent used to induce thrombus degradation.This agent is loaded onto copolymer nanoparticles functionalized with fucoidan. Their efficiency is then validated in a murine model of thrombosis. Finally, nanoparticles exclusively composed of polysaccharides and entirely hydrophilic, called “nanogels”, are synthesized by an innovative process. The results of this work confirm the high potential of using targeted approach for thrombosis diagnosis and treatment and pave the way towards the development of personalized cardiovascular medicine

L'objectif de mon projet de thèse est de développer des agents de contraste permettant l'imagerie moléculaire de l'athérosclérose, la thrombose et l'inflammation vasculaire pour répondre au besoin de la radiologie courante en matière de diagnostic et d'évaluation des traitements des pathologies cardiovasculaires. La cible moléculaire choisie est la P-sélectine, protéine exprimée lors de l'activation plaquettaire ou endothéliale lié à ces troubles cardiovasculaires. L'hypothèse de travail est qu'une famille de polysaccharides sulfatés naturels, peu coûteux, aux nombreuses propriétés biologiques, les fucoïdanes, déjà décrits comme interagissant avec la P-sélectine pourrait servir de plateforme de développement d'agents de contraste ciblant cette molécule. Après avoir démontré qu’un fucoïdane de bas poids moléculaire était capable d'interagir fortement avec la P-sélectine, nous l'avons associé à un radiotraceur et à deux traceurs d'imagerie par résonnance magnétique. Nous avons ensuite évalué in vitro l'interaction de ces produits avec des plaquettes activées et/ou in vivo sur des modèles animaux d'activation plaquettaire ou endothéliale. Plusieurs produits de contraste ont été développés. L'un d'entre eux nous a permis de détecter in vivo en scintigraphie les zones d'activation plaquettaire dans des modèles animaux. L'ensemble des résultats obtenus au cours de cette thèse et les perspectives qu'ils engendrent ont encouragé l'INSERM à déposer un brevet sur l'utilisation de fucoïdane comme ligand pour le diagnostic de pathologies mettant en jeu une activation plaquettaire ou endothéliale
The objective of my thesis project is to develop contrast agents for molecular imaging of atherosclerosis, thrombosis and vascular inflammation in response to the need of current radiology for the diagnosis and the assessment of cardiovascular diseases therapeutics. The molecular target chosen is the P-selectin (also known as CD62P) protein expressed during platelet or endothelial activation bound to these cardiovascular disorders. The working hypothesis is that a family of natural sulfated polysaccharides, inexpensive, with many biological properties, fucoidan, already described as interacting with the P-selectin could serve as a platform for development of contrast agents targeting this molecule. After demonstration that a low weight molecular fucoidan was able to interact strongly with the P-selectin, we have associated this polysaccharide to a radiotracer and two contrast agents for magnetic resonance imaging. We then evaluated in vitro the interaction of these agents with activated platelets and / or in vivo on animal models of platelet or endothelial activation. Several contrast agents have been developed. One of them enabled to detect in vivo areas of platelet or endothelial activation on animal models. All the results obtained and the perspectives of these works have encouraged the INSERM to file a patent about the use of fucoidan as a ligand for the diagnosis of disorders involving platelet or endothelial activation

La p-selectine, egalement connue sous le nom de padgem, gmp-140 ou cd62p, appartenant a la famille des selectines, et exprimee par les plaquettes et les cellules endotheliales activees, intervient de facon precoce dans les interactions des leucocytes avec les plaquettes ou l'endothelium actives lors du processus inflammatoire. Dans le but d'etudier le role in vivo de la p-selectine, en utilisant le rat comme modele animal, nous avons clone par rt-pcr la p-selectine de rat, a partir d'arn extrait de poumon stimule au lps. La comparaison de la p-selectine de rat avec celle de l'homme a revele une tres forte homologie, en particulier dans les regions lectine et egf. De plus, un anticorps, produit dans notre laboratoire (lyp20), inhibant les interactions des plaquettes ou cellules endotheliales avec les leucocytes, reconnait la p-selectine de rat et d'homme, mais pas de souris. Puisque cet anticorps reconnait un site fonctionnel de la p-selectine, nous avons localise son epitope, en utilisant la technique de remplacement homologue par mutagenese dirigee pour construire des molecules de p-selectine hybrides dans lesquelles des domaines humains etaient remplaces par l'equivalent murin. Cet epitope est situe, non pas sur le domaine lectine, mais sur un domaine analogue aux proteines regulatrices du complement (scr). En etudiant la fixation des pmns sur des cellules cos exprimant les differentes constructions, nous avons demontre que les domaines scr de la p-selectine augmentaient la fixation des pmns sur la p-selectine. Les resultats obtenus indiquent pour la premiere fois que: (1) un anticorps monoclonal anti-p-selectine et fonctionnel reconnait une region autre que le domaine lectine. (2) les domaines scr peuvent jouer un role important dans les interactions de la p-selectine avec les leucocytes

L’accident ischémique transitoire (AIT) est un épisode neurologique transitoire d’origine vasculaire, sans infarctus sur l’imagerie cérébrale. L’AIT est un signe d’alerte majeur d’accident ischémique cérébral. L’AIT nécessite donc une évaluation rapide pour prendre en charge ce risque. Cependant, son diagnostic reste difficile en raison des nombreux diagnostics différentiels. Il en résulte une perte de chances pour certains patients et une consommation inutile de ressources coûteuses pour d’autres. Il est donc nécessaire d’identifier de nouveaux outils et de nouvelles approches pour mieux comprendre la physiopathologie des AIT et mieux les évaluer. Nous avons mis au point un modèle préclinique d’AIT sur lequel, grâce à deux techniques non-invasives et semi-quantitatives d’imagerie par résonance magnétique (IRM), nous avons: i) mis en évidence un déficit du système glymphatique, un régulateur clef de l’apport et l’élimination de métabolites des espaces extra-cellulaires du parenchyme cérébral ; ii) développé l’imagerie moléculaire de la P-sélectine qui permet de révéler l’inflammation cérébrovasculaire après un AIT. L’imagerie du système glymphatique permettrait d’observer des anomalies tissulaires et pourrait améliorer l’évaluation des risques après un AIT. L’imagerie moléculaire de la P-sélectine permettrait d’identifier les territoires vasculaires à risque et les zones impactées par l’AIT. L’application clinique de ces résultats permettrait d’améliorer le diagnostic et la prise en charge dans le cadre des AIT
Transient ischemic attack (TIA) is a transient episode of neurological dysfunction caused by focal ischemia without acute infarction on brain imaging. TIA is major sign of ischemic stroke. Therefore TIA requires rapid assessment to evaluate and manage this risk. However, TIA diagnosis is difficult due to many differential diagnoses. This results in a waste of opportunity for some patients and unnecessary consumption of expensive resources for other. Therefore it is necessary to identify new tools and new approaches to understand the pathophysiology of AIT and for better evaluation. We have developed a preclinical model of TIA in which, thanks to two non-invasive and semi-quantitative techniques of magnetic resonance imaging (MRI) we have: I) shown a deficit of the glymphatic system, a key regulator of the exchanges of metabolites in the extracellular spaces of the brain parenchyma; ii) developed molecular imaging of P-selectin, which can reveal cerebrovascular inflammation after TIA. Imaging of the glymphatic system unmasks tissue abnormalities and may improve the risk assessment after TIA. Molecular imaging of P-selectin could identify vascular territories at risk and areas impacted by the ischemia. The clinical application of these results could improve diagnosis and management in the context of TIA

Les maladies cardio-vasculaires liées à l'athérosclérose sont pourvoyeuses d’une importante morbi-mortalité dans les pays développés. Une détection plus précoce des modifications des parois vasculaires, via des techniques de diagnostic non invasives, pourrait sensiblement améliorer leur prise en charge. L'échographie est largement utilisée comme outil de dépistage des maladies cardiovasculaires. Cependant, sa faible sensibilité limite son utilisation. Le développement d’agent de contraste spécifique permettant de résoudre ce problème semble donc primordial. Le fucoidane est un ligand polysaccharidique sulfaté ayant une forte affinité pour la P-sélectine. Exprimée au niveau de la surface des plaquettes activées et des cellules endothéliales, cette dernière est impliquée dans la pathogénèse précoce des maladies cardiovasculaires. Le but de ce projet de thèse a été de développer un agent de contraste injectable ciblant la P-sélectine via le fucoidane dans le but de réaliser une modalité d’imagerie moléculaire de faible coût, simple et spécifique des pathologies artérielles. Trois types d'agents de contraste ont été développés : 1) Des nanoparticules associées à du bromure de perfluorooctyle (PFOB), fonctionnalisées par du fucoidane. Elles ont été capables de se fixer à la P-selectine et une amélioration du contraste a été observée présentaient une mauvaise échogénicité dans la circulation sanguine, probablement en raison de leur faible teneur en PFOB et de leur très petite taille. 2) Afin d’améliorer l’échogénicité, des microcapsules contentant du PFOB dans leur coeur ont été développées. Celles-ci se sont également liées à la P-sélectine même en condition de dans un modèle animal de maladie artérielle. Cependant, ces produits flux sanguin. Des résultats dans les zones où la P-sélectine était exprimée. Malheureusement, l'augmentation du ont montré que ces m icrocapsules étaient présentes contraste était toujours insuffisante pour être suffisamment discriminante. 3) Des microbulles fonctionnalisées par du fucoidane, ont été conçues pour surmonter ce problème d’échogénicité. Elles ont montré une augmentation significative du signal acoustique en condition de flux sanguin. De plus, ces microbulles se sont accumulées à la surface des parois artérielles riches en thrombus. Ces derniers résultats indiquent que ces microbulles, en tant qu'outil d'imagerie moléculaire ultrasonore, pourraient être très intéressantes pour les futures études des maladies artérielles
Cardiovascular diseases due to atherosclerosis remain a major morbidity in developed countries. Their treatment could be substantially improved with early detection of the vascular Ultrasonography is widely used as a screening tool in clinic to detect cardiovascular diseases. However, its low resolution requires the development of targeted acoustic tracers to improve the contrast degree. Fucoidan is a sulfated polysaccharide ligand with a high affinity for P-selectin, which was found to be expressed on the activated non- pathological changes by invasive diagnostic techniques. platelets and endothelial cells and involved in the early pathogenesis of cardiovascular diseases. The aim of this doctoral project was to develop injectable, low-cost and simple contrast agents, functionalized with fucoidan as efficient acoustic tracers of P-selectin for ultrasound molecular imaging of arterial pathologies. Three types of contrast agents have been developed: 1) Fucoidan functionalized nanoparticles loaded with perfluorooctyl bromide (PFOB). They could bind to P-selectin and exhibit contrast enhancement in animal models of arterial disease. However, these products showed poor echogenicity in blood stream due probably to low content of PFOB and their very small size. 2) Fucoidan functionalized microcapsules with PFOB core were developed to improve the PFOB encapsulation efficiency. They could bind to P-selectin in arterial flow conditions, and microcapsules were located in the regional expression of P-selectin. Unfortunately, results revealed that these the contrast enhancement was still insufficient to be observed. 3) To address echogenicity problems, fucoidan functionalized polymer microbubbles were designed to replace PFOB. They showed strong signal enhancement under flow conditions and could accumulate on the surface of platelets-rich thrombus. These results indicated that these microbubbles, as ultrasound molecular imaging tools, could be very interesting for the future study of arterial diseases

La tomographie par émission de positons (TEP) est une technique d’imagerie moléculaire avec de meilleures performances que la tomographie par émission monophotonique. Son utilisation contribue à l’amélioration des prises en charge des patients. Dans les centres dépourvus de cyclotrons, le 68Ga disponible à partir d’un générateur constitue une alternative pour le développement de traceurs TEP. Pour pouvoir développer des 68Ga-traceurs, un travail de caractérisation de la qualité des éluats a été effectué. Des méthodes de marquage adaptées ont été mises en place et validées. Nous nous sommes intéressés à trois cibles moléculaires particulièrement intéressantes dans les pathologies cardiovasculaires: les récepteurs de la somatostatine (SSTR) surexprimés dans les tumeurs neuroendocrines (TNE) mais constituant aussi une cible d’intérêt dans les pathologies cardiovasculaires à composante inflammatoire ; la phosphatidylsérine (PS), un marqueur de l’apoptose cellulaire et de l’activation plaquettaire ; la P-sélectine, un marqueur des activations plaquettaire et endothéliale. Les traceurs suivants ont été développés: 1) Analogues de la somatostatine ciblant les SSTR: a)68Ga-DOTANOC validé pour l’imagerie des TNE-Gastroentéropancréatiques dans le cadre d’un essai clinique multicentrique. b) 68Ga-NODAGANOC testé in vitro sur des cellules d’adénocarcinome pancréatique. Cette validation initiale dans l’application la plus fréquente(oncologie) a pour objectif de faciliter le passage vers des applications cardiovasculaires futures (athérosclérose, myocardite...) ; 2) Un peptide ciblant la PS : le 68Ga-P04087 ; 3) Un polysaccharide ciblant la P-sélectine: 68Ga-NODAGA-Asphy. Les deux derniers traceurs ont été testés sur un modèle d’endocardite infectieuse chez le rat
The Positron emission tomography (PET) is a molecular imaging technique with usually better performances than Single-Photon Emission Computed Tomography. Consequently, the use of PET and appropriate tracers could enable clinicians to make a better therapeutic decision, thus improving the management of patients. In centers without cyclotrons, 68Ga available from a generator is an alternative for the development of PET tracers. In order to develop 68Ga labeled-molecules, a characterization of the quality of the eluates was performed. Radiolabeling techniques adapted to the quality of the starting material were developed and validated. In this thesis we focused on three particularly interesting molecular targets in cardiovascular pathologies: somatostatin receptors (SSTR), overexpressed in neuroendocrine tumors (NETs) but also constituting a target of interest in cardiovascular diseases with an inflammatory component; phosphatidylserine (PS), a marker of cell apoptosis and platelet activation; P-selectin, a marker of platelet and endothelial activation.The following tracers have been developed: 1) Somatostatin analogues which target SSTR: a) 68Ga-DOTANOC validated for Gastroenteropancreatic-NETs imaging and used in a multicenter clinical trial. b) 68Ga-NODAGANOC tested in vitro on pancreatic adenocarcinoma cells. This initial validation in the most common application (oncology) aims to facilitate the transition to future cardiovascular applications (atherosclerosis, myocarditis ...) 2) A peptide for PS targeting: 68Ga-P04087; 3) A polysaccharide for P-selectin targeting: 68Ga-NODAGA-Asphy. The last two radiolabeled molecules were tested in a rat model of infective endocarditis

L'élaboration de nouvelles stratégies pour la détection de l'activité de la sclérose en plaques (SEP) est importante pour améliorer le diagnostic et le suivi de cette pathologie. Pour cela, nous avons utilisé des microparticules d'oxyde de fer (MPIO) couplées à un anticorps spécifique de la protéine P-sélectine ou de MAdCAM-1. Durant cette thèse, nous avons démontré que l’IRM moléculaire spécifique de la P-sélectine est capable de détecter les événements pathologiques qui se déroulent dans la moelle épinière de modèles murins de SEP chronique et récurrente-rémittente. De façon intéressante, nous montrons ici que cette technique d'IRM peut prédire l'apparition des poussées et des récupérations dans l’EAE. De plus, nous avons démontré que l’IRM moléculaire de MAdCAM-1 est capable de détecter l’inflammation intestinale dans des modèles de pathologies intestinales et de SEP. Les techniques novatrices d'IRM développées dans cette étude pourraient apporter de nouvelles avancées dans le diagnostic et le pronostic des rechutes de la SEP en ciblant l'activation vasculaire. Enfin, nous rapportons dans la dernière partie de cette thèse que le système glymphatique existe également dans le parenchyme de la moelle épinière de la souris. Dans l’EAE, l’activité de ce système est réduite dans la moelle épinière mais pas dans le cerveau ou le cervelet. Cette altération est associée à l'accumulation de cellules inflammatoires dans l'espace péri-vasculaire, à la désorganisation de l'AQP4 et entraine une forte augmentation du volume ventriculaire. Ces perturbations pourraient contribuer à la physiopathologie de la SEP. Nos résultats sont très prometteurs pour l'élaboration de nouvelles stratégies thérapeutiques
Developing new strategies to detect disease activity in multiple sclerosis (MS) is essential to improve the diagnosis and follow-up of this pathology. To this aim, we used microparticles of iron oxide (MPIO) coupled to an antibody specific to the P-selectin or MAdCAM-1 protein. In this thesis, we establish that molecular MRI specific to P-selectin protein is able to detect the pathological events that take place in the spinal cord of chronic and relapsing-remitting models of MS in mice. Interestingly, we show here that this MRI technique can predict the apparition of relapses and recoveries in EAE. Moreover, we demonstrate that MRI specific to MAdCAM-1 protein is able to detect the gut inflammation that takes place in models of bowel diseases or MS. The innovative MRI techniques developed in this study could bring new advances in the diagnosis and prognosis of MS relapses by targeting gut inflammation. In the last part of this work, we report that the glymphatic system also exists in the spinal cord parenchyma of the mouse. In EAE, the activity of this system is reduced in the spinal cord but not in the brain or cerebellum. This alteration is associated to inflammatory cell accumulation within the perivascular space, AQP4 disorganization and leads to a large increase of ventricular volume. These disruptions could contribute to the MS pathophysiology. Our results hold significant promise for the development of new therapeutic strategies