Vers un nouveau traitement de la thrombose artérielle

Les maladies cardio-vasculaires sont la principale cause de mortalité dans les pays développés, devant le cancer. Les AVC, les infarctus du myocarde ou les embolies pulmonaires sont causés par les thromboses de la circulation sanguine, des bouchons qui obstruent les vaisseaux. Des chercheuses de l’Université de Liège (GIGA), en collaboration avec un laboratoire américain, sont sur la piste d’un nouveau traitement. Ils viennent de publier leurs résultats dans la revue Circulation, le journal de l’American Heart Association (1).
Les chercheuses du GIGA ont identifié une protéine, appelée DUSP-3, produite à l’intérieur des plaquettes sanguines, et qui aurait un rôle stimulateur de l’activité plaquettaire, à l’origine de la formation des caillots. Si on trouve un moyen pharmacologique pour empêcher la production de cette protéine ou supprimer son activité, on aura donc peut-être découvert un nouveau médicament anti-thrombotique.

Intuitivement, le phénomène de la thrombose sanguine est facile à comprendre : un bouchon se forme dans une artère ou une veine, qui empêche le sang de circuler. C’est comme un accident sur l’autoroute des vacances : trois bandes obstruées,  et des centaines de voitures à l’arrêt. Lorsqu’un bouchon se forme quelque part dans l’appareil circulatoire, les dégâts seront plus ou moins importants selon qu’il bloque une autoroute irriguant tout le pays ou une petite route de campagne en cul de sac.

Nous avons sans doute tous en permanence, sans symptôme, des petits bouchons qui se forment dans des coins reculés de notre circulation sanguine, et puis qui sautent spontanément, sans aucune conséquence dommageable pour notre santé. Mais il arrive que ces bouchons soient plus problématiques, par exemple lorsqu’ils se forment dans la circulation veineuse des jambes et qu’ils entraînent ce qu’on appelle « une phlébite ». Dans la moitié des cas, la phlébite est asymptomatique. Dans l’autre moitié, elle se traduit par des douleurs, une rougeur, voire un gonflement de la jambe atteinte. L’embolie pulmonaire est une complication possible de la phlébite, lorsque le caillot de sang est relâché dans la circulation et qu’il migre vers le cœur et la circulation pulmonaire. Cela peut se traduire par un essoufflement inhabituel, des douleurs thoraciques, des palpitations… L’embolie pulmonaire peut être mortelle. Les facteurs de risque de la phlébite peuvent être momentanés : une longue immobilisation, une intervention chirurgicale orthopédique, un voyage en avion, une grossesse… Ou permanents : le vieillissement, l’obésité, l’insuffisance cardiaque, le cancer, etc.

La thrombose artérielle la plus fréquente est celle qui touche les artères coronaires, à l’origine de l’infarctus du myocarde. Si la thrombose atteint une artère qui irrigue le cerveau, elle peut provoquer un accident vasculaire cérébral (AVC), c’est-à-dire un arrêt brutal de l’irrigation d’une partie du cerveau. Privées d’oxygène, les cellules nerveuses meurent. L’AVC est parfois mortel ou peut entraîner des séquelles graves : état végétatif, handicap moteur et cognitif, etc.

Bien entendu, la thrombose artérielle n’apparaît pas du jour au lendemain. Le bouchon se forme d’autant plus facilement dans une artère dont le diamètre (la lumière) est rétréci par l’athérosclérose, c’est-à-dire l’accumulation sur la paroi interne du vaisseau de plaques d’athérome riches en cholestérol. L’athérosclérose est favorisée par le vieillissement, l’hypertension, le mauvais cholestérol, le diabète, le tabagisme, l’alcool…

Comment se forme le bouchon ?

Les phénomènes cellulaires qui conduisent à la formation de thromboses sanguines sont de mieux en mieux connus. « En cas de lésions de la paroi des vaisseaux, explique le docteur Cécile Oury (chercheur qualifié du FNRS, GIGA-Cardiovascular Sciences de l’Université de Liège), les plaquettes du sang jouent un rôle déterminant. Elles adhèrent à l’endroit de la lésion, s’activent, s’agrègent et provoquent une cascade de réactions moléculaires qui entraînent la formation d’un caillot, pour « reboucher le trou » en quelque sorte. Ce processus physiologique, dénommé hémostase, est indispensable au maintien de l’intégrité de l’appareil circulatoire, sinon on se viderait de son sang à la première hémorragie. Dans une situation normale, le caillot se résorbe par lui-même et tout rentre dans l’ordre. La thrombose est un dysfonctionnement de l’hémostase, dans la mesure où le caillot ne se désagrège pas et où il finit par former un bouchon. »

Les médicaments les plus utilisés actuellement pour prévenir les thromboses artérielles agissent sur les plaquettes. Ils limitent leur activation et leur agrégation. Le plus connu de ces médicaments est l’aspirine. Pris quotidiennement et à faibles doses (éventuellement combinée à une autre molécule, le clopidogrel commercialisé sous le nom de Plavix), l’aspirine réduit de 25 % les risques de maladies cardio-vasculaires athérosclérotiques. « C’est peu, constate Souad Rahmouni (chercheur qualifié du FNRS, GIGA-Signal Transduction de l’université de Liège), d’autant que ce traitement a des effets secondaires : maux d’estomac, risque d’ulcère, saignements excessifs… » C’est peu dire que la recherche d’un médicament anti-thrombotique plus efficace et avec moins d’effets secondaires intéresse beaucoup les laboratoires publics comme privés.

Trouver une nouvelle cible

C’est dans ce contexte que les deux chercheuses du GIGA ont identifié une nouvelle cible, une protéine appelée DUSP-3. Cette protéine, produite à l’intérieur des plaquettes, fait partie de la famille des « phosphatases ». En principe, les protéines de cette famille jouent un rôle inhibiteur de l’activité cellulaire. Mais d’après les recherches menées au GIGA, DUSP-3 aurait plutôt le rôle inverse dans les plaquettes: elle stimule plutôt qu’inhibe, l’activité plaquettaire. Pour en avoir le cœur net, les chercheuses de l’ULg ont conçu une souris génétiquement modifiée, qui ne produit pas la protéine en question. On les appelle les souris knock-out (ici, DUSP-3 KO).

« Nous avons découvert, explique Cécile Oury, que l’activité plaquettaire est inhibée chez nos souris modifiées, privées de la protéine DUSP-3, et qu’elles résistent mieux aux thromboses que les souris normales. Mais surtout, elles ne saignent pas plus, ce qui semble indiquer que les mécanismes d’hémostase primaire sont préservés. Si on trouve un moyen pharmacologique pour bloquer l’activation de cette protéine, on aura peut-être découvert un nouveau médicament anti-thrombotique. »

Une partie de la recherche publiée dans Circulation a été réalisée aux Etats-Unis, en collaboration avec l’équipe du Dr Lutz Tautz, au Sanford Burnham Institute de San Diego, où Souad Rahmouni a réalisé un post-doctorat sur les protéines de la famille des phosphatases. Le Burnham Institute possède un important centre de screening moléculaire, où il n’est pas déraisonnable de rechercher une aiguille dans une botte de foin, en l’occurrence une molécule synthétique, parmi des centaines de milliers d’autres, qui se révélerait être un « agent bloquant » de l’activité enzymatique de la protéine DUSP-3, c’est-à-dire une molécule dont la forme particulière reconnaît DUSP-3 et l’empêche de remplir sa fonction. Ce sont des robots très puissants du Sanford-Burnham Institute qui exécutent ce travail de screening, qui a porté sur pas moins de 300.000 molécules !

Grâce à ce screening, l’équipe du Dr Tautz a isolé une petite dizaine de molécules inhibitrices de la protéine DUSP-3. Ces molécules ont été testées à Liège sur des plaquettes isolées à partir de sang humain (tests réalisés ex vivo) afin de vérifier l’impact sur l’activation et l’agrégation des plaquettes. Le dialogue entre Liège et San Diego a duré près de deux ans pour aboutir finalement au design d’une molécule qui reproduit le même effet que la suppression génétique de la protéine DUSP-3, à savoir une inhibition de l’activité plaquettaire. L’étude a aussi montré la spécificité de l’action de la molécule. La famille des phosphatases contient en effet des dizaines de protéines, mais l’action de cette molécule est très ciblée. Elle touche essentiellement DUSP-3, ce qui est de bon augure pour l’étape suivante de la recherche : l’étude de toxicité sur l’animal. Elle est cours au Sanford-Burnham Institute.

Si cette étude est concluante, les chercheurs vérifieront l’efficacité de la molécule sur des souris vivantes. Comme pour les souris KO, il s’agira de mesurer l’impact sur l’activité des plaquettes ainsi que la résistance aux thromboses des souris traitées, par comparaison à des souris normales.

La recherche clinique, sur l’être humain, ne pourra démarrer que si les résultats sur l’animal sont concluants. Le parcours est  encore semé d’embuches. Un éventuel nouveau traitement contre la thrombose sanguine pourrait être au bout du chemin, mais pas avant plusieurs années.

(1) Dual-specificity Phsophatase 3 Deficiency or Inhibition Limits Platelet Activation and Arterial Thrombosis.