Plaquettes : Morphologie, fonctions, méthodes d exploration

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1 Plaquettes : Morphologie, fonctions, méthodes d exploration Les plaquettes sont des cellules anucléées provenant de la segmentation du cytoplasme des mégacaryocytes. Elles sont de forme discoïde, avec un diamètre de 2 à 4 µ, et un volume moyen de 7 à 10 fl. Leur morphologie se modifie lorsqu'elles sont activées : elles deviennent sphériques et émettent des pseudopodes. Leur membrane s'invagine à l'intérieur du cytoplasme, déterminant un système canaliculaire ouvert à l'extérieur. Un cytosquelette est formé par des microfilaments et des microtubules. Leur cytoplasme renferme des granulations essentiellement de deux types. Les granules _ sont les plus nombreux (20 à 200 par cellule) et de grande taille. Les granules denses sont moins nombreux (2 à 10 par cellule) et de petite taille, contenant sérotonine, ADP, ATP, calcium, phosphore. Un système tubulaire dense, dérivé du réticulum endoplasmique, est un lieu de stockage du calcium intracellulaire et de synthèse des prostaglandines. D'autres organelles sont communes à toute cellule : un petit nombre de mitochondries, de nombreux grains de glycogène, des lysosomes contenant des enzymes (arylsulfatase, phosphatases acides, cathepsine G et la GP53 ou CD63), microperoxysomes (catalase). Le nombre de plaquettes circulantes chez l'adulte est de 150 à 400.l0 9 /L. Leur durée de vie est de 8 à 10 jours. Leur destruction se fait par les macrophages du système réticulo-histiocytaire de la rate, du foie, de la moelle osseuse I. Cytosquelette plaquettaire Il est composé essentiellement de filaments cytoplasmiques d actine, auxquels se lient de nombreuses autres protéines : myosine, vinculine, _-actinine, gelsoline, tropomyosine, actin binding protein. Les filaments d'actinesont reliés à la partie cytoplasmique du complexe membranaire GP IIb-IIIa, qui devient récepteur pour le fibrinogène, entraînant l'agrégation des plaquettes. Il existe un cytosquelette membranaire constitué par l'entrecroisement de filaments d'actine et d'actin binding protein, relié à la membrane plaquettaire par le complexe GP Ib-IX. Un anneau microtubulaire circonférenciel formé de tubuline est présent à la périphérie de la plaquette, chargé de maintenir la forme discoïde des plaquettes non stimulées. Au cours de l'activation plaquettaire, il y a redistribution des protéines du cytosquelette et réorganisation des filaments d'actine, qui s'associent à la myosine pour générer l'activité contractile nécessaire à la sécrétion. II. Membrane plaquettaire PPl laaqquueet tteess 1

2 Elle est constituée d'une double couche lipidique et se prolonge par de multiples canaux de surface connectés au système canaliculaire. Il existe une asymétrie de distribution des lipides membranaires, telle que les charges négatives sont confinées dans le feuillet interne. Elle comporte des protéines intrinsèques, ancrées dans la membrane, qui peuvent se déplacer en surface. La composition de la membrane plaquettaire en glycoprotéines dépend du stade d'activation des plaquettes. Au cours de l'activation, il y a fusion de la membrane des granules avec celle du système canaliculaire, et diffusion à la membrane d'ag internes (exemple de la GMP 140 située dans la membrane des granules a qui diffuse à l'extérieur après activation). III. Glycoprotéines de membrane plaquettaire L'adhésion des plaquettes aux structures de la matrice extracellulaire est médiée par des récepteurs glycoprotéiques spécifiques. Lors de l'activation plaquettaire, d'autres récepteurs glycoprotéiques de membrane sont responsables de l'agrégation plaquettaire. 1. Complexe GP Ib-lX-V La GP Ib (CD42b) est la sialoglycoprotéine majeure de la membrane plaquettaire. Elle comporte deux sous-unités, _ et _, reliées par un pont disulfure. Elle forme un complexe avec le GP IX (CD42a). Elle se lie à l actin binding protein du cytosquelette. Elle constitue le récepteur du facteur Willebrand, médiant l'adhésion des plaquettes au collagène du sousendothélium. C'est aussi un site d'interaction avec la thrombine. Elle porte l'allo-ag HPA-2. La GP V est associée au complexe GP Ib-IX. Elle est clivée par la thrombine après activation plaquettaire 2. Complexe GP IIb-IIIa (CD41a) Ce sont les GP majeures de la membrane plaquettaire et elles forment des complexes hétérodimériques calcium-dépendants. Ils constituent le récepteur des protéines adhésives jouant un rôle capital dans l'agrégation plaquettaire. La GP IIb (CD41) est composée de deux chaînes reliées par un pont disulfure, la chaîne lourde extra-cellulaire et la chaîne légère transmembranaire. La GP IIIa (CD61) constitue une chaîne polypeptidique unique, comportant plusieurs ponts disulfures intracaténaires. Il existe aussi des complexes GP IIb-IIIa dans la membrane des granules _, exposés à la surface à la suite de l'activation plaquettaire. La redistribution du pool interne des complexes GP IIb-IIIa joue un rôle important dans la régulation des propriétés adhésives des plaquettes. Les complexes GP IIb-IIIa constituent le récepteur plaquettaire pour le fibrinogène mais aussi un récepteur pour le facteur Willebrand et la fibronectine. La liaison de ces protéines adhésives se fait, grâce à un mécanisme de reconnaissance commun, par un tripeptide, Arg- Gly-Asp (RGD). La liaison du fibrinogène nécessite l'association des deux GP, Ilb et IIIa. Cette liaison entraîne l'apparition de nouveaux sites antigéniques (Lib, ligand induced binding PPl laaqquueet tteess 2

3 sites}. Le complexe GP IIb-IIIa est le support des allo-ag de groupe plaquettaire HPA-1 et HPA-4 (pour la GP IIIa), et HPA-3 (pour la chaîne a de la GP IIb). 3. GP Ia et GP IIa Elles sont formées d'une chaîne polypeptidique unique. La GP la (CD49b) joue un rôle de récepteur pour le collagène à la phase initiale de l'adhésion au sous-endothélium. Elle porte l'allo-ag HPA-5. La GPIIa (CD29) constitue avec la GP le (CD49e) le récepteur pour la fibronectine et, avec la GP le (CD49f) le récepteur de la lamimine. 4. GPIV La GP IV (CD36, ou GP IIIb) est formée d une chaîne polypeptidique unique. C'est un Ag largement distribué (plaquettes, monocytes, cellules endothéliales, progéniteurs érythroblastiques), dont la fonction est d être le récepteur pour la thrombospondine. Elle porte l allo-ag Nak a. 5. CD9 (p24) et PECAM-1 (CD31, GPIIa) CD9 est une GP majeure de la surface plaquettaire. Sa fonction n'est pas connue mais elle s'associe à la GP IIb-IIIa après activation plaquettaire. PECAM-1 (CD31) n'a pas de fonction encore connue. Ces deux GP, comme GPIIb-IIIa et CD36, sont localisées non seulement à la surface des plaquettes, mais aussi dans la membrane des granules _. IV. Autres récepteurs membranaires Les plaquettes portent un récepteur de haute affinité pour la thrombopoïétine. Elles portent un récepteur pour le Fc des IgG (Fc_ RII) comme le monocyte (mais seule l'isoforme Fc_ RIIa est exprimée sur les plaquettes), un récepteur pour le Fc des IgE, de même qu'un récepteur pour le C3b. On trouve aussi sur la membrane plaquettaire un récepteur pour l u-pa et une u-pa binding protein. L'ICAM-2 (CD102), présent à la surface des plaquettes interagit avec le CD11a/CD18 présent à la surface des leucocytes. La protéine GP175 (CDwl09), ancrée par un pont phosphatidyl inositol, porte l'allo-ag plaquettaire Gov. Les plaquettes portent les allo-ag HLA-I et ABH, Lewis, P, MN, à des taux variables génétiquement déterminés. V. Granules _ Ils constituent le principal réservoir intracellulaire de protéines destinées à être libérées au cours de l hémostase primaire. PPl laaqquueet tteess 3

4 Ce sont des structures sphériques ou allongées entourées d'une membrane. Elles contiennent des protéines plaquettaires spécifiques (PF4, _-TG) provenant d une synthèse par le mégacaryocyte, et des protéines produites ou captées par le mégacaryocyte, identiques à celle du plasma (albumine, facteur V, thrombospondine, facteur Willebrand, fibronectine, fibrinogène, PAI-1, _2-antitrypsine, IgG, _-2-macroglobuline, _-2-antiplasmine, kininogène de haut poids moléculaire, PDGF, TGF_, ECGF, C1 inhibiteur). La membrane des granules contient deux récepteurs plaquettaires, la GP IIb-IIIa et la GMP140 (P sélectine ou CD62P, autrefois nommée PADGEM). La thrombospondine est un constituant majeur des granules _. Elle est exprimée à la membrane lors de l'activation. C'est une GP multifonctionnelle largement distribuée (fibroblastes, cellules endothéliales, cellules musculaire lisses, cellules gliales, macrophages). Elle joue un rôle important dans l'agrégation plaquettaire en stabilisant la liaison des plaquettes activées au fibrinogène. Elle favorise l'adhérence des plaquettes aux macrophages. La P sélectine, GP de la membrane des granules _, exprimée à la surface des plaquettes lors de leur activation, est aussi exprimée par les granules denses plaquettaires, ainsi que par les cellules endothéliales activées. Elle interagit avec la surface des leucocytes par l'intermédiaire du CD15, du PSGL-1 (P selectin glycoprotein ligand-1, ou d'autres ligands. Cette interaction entraîne chez le leucocyte l'expression du facteur tissulaire, la synthèse de thrombospondine, l'activation du complexe CD11/'CD18. VI. Activation plaquettaire En réponse à une lésion vasculaire, les plaquettes réagissent par une succession de phénomènes biochimiques rapides et de modifications cellulaires conduisant à la formation d'un thrombus plaquettaire. L'interaction plaquettes-vaisseau comporte une phase d'adhésion et d étalement, une phase d'activation et de sécrétion, une phase d'agrégation, une phase d'activité coagulante. 1. Adhésion et étalement Le facteurwillebrand endothélial se lie à la GP Ib-IX et à la GP IIb-IIIa. La GP Ib-IX est exprimée de façon constitutive à la surface des plaquettes au repos, elle ne se lie au facteur Willebrand qu'après interaction avec la matrice sous-endothéliale. Cette liaison entraîne, par la portion cytoplasmique du complexe GP Ib-IX, une activation des filaments d'actine résultant en une contraction des plaquettes avec formation de pseudopodes. 2. Activation et sécrétion Après adhésion, les plaquettes sont activées par le collagène sous-endothélial et par la thrombine générée à leur surface. Les plaquettes interagissent avec le collagène par la GP la- IIa et avec la thrombine par son récepteur fonctionnel. La thrombine active les plaquettes par l'intermédiaire de protéines G couplées au récepteur de la thrombine (protéine Gp, qui active la phospholipase C et protéine Gi, qui inhibe l'activité PPl laaqquueet tteess 4

5 adénvlate cyclase et réduit le taux d'ampc). L'augmentation du calcium cytosolique et l'activation de la protéine kinase C ont pour conséquence l'activation de la phospholipase A, qui clive l'acide arachidonique des phospholipides membranaires en prostaglandines (PG) G2, puis H2 par la cyclo-oxygénase. La PGH2 est convertie en thromboxane A2, puis thromboxane B2 inactive, dont les métabolites sont excrétés par l'urine. L'activation plaquettaire entraîne la contraction des microtubules et la libération du contenu des granulations endogènes. Les granules denses fusionnent d'abord avec la membrane et libèrent leur contenu, notamment l'adp, qui est un activateur secondaire et un agent agrégant qui va recruter des plaquettes naïves au niveau de la lésion vasculaire. Les granules _ fusionnent en larges vacuoles qui libèrent leur contenu par le système canaliculaire ouvert à l'extérieur de la cellule. 3. Agrégation plaquettaire L'activation plaquettaire entraîne un changement conformationnel de la GP IIb-IIIa, qui fixe le fibrinogène. L'abondance du fibrinogène circulant va permettre de former un réseau de plaquettes agrégées. Il existe de multiples inducteurs de l'agrégation plaquettaire : ADP, acide arachidonique, thrombine. 4. Activité coagulante plaquettaire L'activation plaquettaire modifie la surface membranaire. Un réarrangement de ses phospholipides conduit à la formation de microvésicules phospholipidiques (phénomène de «flip-flop»), développant une activité procoagulante (facteur 3 plaquettaire). PPl laaqquueet tteess 5