Thèse Rôle des Polynucléaires Neutrophiles et des Neutrophil Extracellular Traps dans la Physiopathologie de la Maladie des Petits Vaisseaux Cérébraux H/F

Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université de Bordeaux École doctorale : Sciences de la Vie et de la Santé Laboratoire de recherche : Biologie des maladies cardiovasculaires Direction de la thèse : Alexandre GUY ORCID 0000000287274615 Début de la thèse : 2026-11-02 Date limite de candidature : 2026-05-20T23:59:59 La maladie des petits vaisseaux cérébraux (MPVC) est une cause majeure d'AVC et de démence, constituant un enjeu de santé publique. Malgré les avancées dans la compréhension de cette maladie, les mécanismes sous-jacents restent flous. Les neutrophils extracellular traps (NETs), complexes ADN-protéines libérés par les polynucléaires neutrophiles (PNN) activés, sont impliqués dans la thrombose veineuse et artérielle. Les NETs favorisent la coagulation en activant les facteurs XII et XI et en inhibant l'inhibiteur de la voie du facteur tissulaire (TFPI). Des études ont mis en évidence des marqueurs de NETose élevés chez les patients avec MPVC, et l'inhibition des PNN dans des modèles Alzheimer a permis une amélioration du flux sanguin cérébral et une amélioration des performances cognitives.
Nous émettons l'hypothèse que la NETose joue un rôle clé dans la cSVD, via l'activation de la coagulation et la formation de micro-thrombi.
Les objectifs de l'étude sont : (i) Caractériser l'interaction entre NETose et coagulation dans la MPVC, (ii) Évaluer les effets des inhibiteurs de la NETose et les effets du TFPI recombinant sur la progression de la cSVD, (iii) Étudier la relation NETose-TFPI chez les patients avec MPVC.
Ce projet comprend deux volets. Dans le premier, nous analyserons la MPVC dans deux modèles murins avec NETose accrue, en évaluant les modifications vasculaires et les fonctions cognitives. L'inhibition de la NETose par la DNAse ou d'autres inhibiteurs de NETose nous permettra d'évaluer le l'implication précise des NETs. Pour explorer le rôle du TFPI dans la MPVC médiée par la NETose, nous mesurerons les niveaux de TFPI, évaluerons la coagulation via un test de génération de thrombine, et examinerons les effets du TFPI recombinant sur les altérations vasculaires et les performances cognitives. Dans un second volet, nous réaliserons des études de cohortes de patients à l'aide de données de génomique, des données d'imagerie des mesures de marqueurs de NET et de TFPI
Le projet INTERNET vise à mieux comprendre la MPVC, cause majeure de troubles cognitifs. En utilisant des données générées au sein de modèles murins et chez des patients, cette étude permettra d'identifier des liens entre NETose, TFPI et MPVC, ouvrant la voie à de nouveaux traitements, comme l'inhibition de la NETose ou les thérapies par TFPI recombinant. Les troubles cognitifs et la démence constituent des causes majeures de handicap lié à l'âge. La démence d'origine vasculaire peut survenir à la suite d'un accident vasculaire cérébral ou se développer progressivement dans le contexte d'une maladie des petits vaisseaux cérébraux (cSVD). Souvent identifiée par IRM lors des bilans de troubles cognitifs, la cSVD « silencieuse » se manifeste par des hypersignaux de la substance blanche, des espaces périvasculaires dilatés, des infarctus silencieux et des micro-hémorragies, augmentant significativement le risque d'AVC et de démence.

Les mécanismes de la cSVD sont complexes et principalement liés au vieillissement et aux facteurs vasculaires, en particulier l'hypertension artérielle. Les PNN activés peuvent libérer des structures d'ADN associées à des histones, appelées NETs. L'enzyme peptidyl-arginine désiminase 4 (PAD4) joue un rôle clé dans ce processus. Au-delà de leur fonction antimicrobienne, les NET favorisent fortement la coagulation, notamment par l'inhibition du TFPI et l'activation des facteurs XI et XII.

Dans le domaine des maladies neurologiques, les NET contribuent aux altérations microvasculaires observées dans plusieurs maladies neurologiques, telles que la maladie d'Alzheimer, ou l'accident vasculaire cérébral. En particulier, il a été montré que les PNN étaient impliqués dans la réduction du débit sanguin cérébral au cours de la maladie d'Alzheimer, et que l'inhibition des NET permettait d'améliorer le flux sanguin et les performances cognitives chez la souris.Dans le domaine de la cSVD, une étude récente a montré des concentrations plus élevées de marqueurs de NETose chez les patients atteints de cSVD par rapport aux témoins sains, avec des niveaux encore plus élevés chez les patients présentant des troubles cognitifs. De plus, Caro et al. ont récemment mis en évidence une corrélation négative entre les taux de TFPI et la cSVD, suggérant qu'une diminution du TFPI pourrait être associée à l'apparition de la cSVD. Ces observations concordent avec des travaux antérieurs montrant que les NET inhibent le TFPI, renforçant ainsi le rôle potentiel de la NETose dans la physiopathologie de la cSVD.

Afin de décrypter le lien entre NETose et cSVD, nous avons obtenu des résultats préliminaires à l'aide du modèle murin PF4Cre;JAK2V617F/WT, un modèle de néoplasie myéloproliférative caractérisé par notre équipe et associé à une NETose augmentée. Nos données indiquent qu'une NETose accrue joue un rôle dans la cSVD. En particulier, grâce à la technologie d'imagerie par miniscope, nous avons observé une réduction marquée de la vitesse des globules rouges dans les petits vaisseaux de ces souris, associée à des troubles cognitifs. Toutefois, la contribution spécifique des NETs dans les perturbations microvasculaires observées ainsi que le lien précis entre NETose et activation de la coagulation restent à élucider. Nos objectifs sont :
(i) d'élucider la participation des NETs, du TFPI et du facteur XI dans la physiopathologie de la cSVD à l'aide de différents modèles murins caractérisés par une NETose augmentée ;
(ii) d'évaluer l'interaction entre les NETs, le TFPI et le facteur XI chez les patients avec cSVD Objectif 1 : Analyser les altérations de la microvascularisation cérébrale et les fonctions cognitives dans des modèles murins de NETose augmentée

Nous analyserons les altérations de la microvascularisation cérébrale à l'aide de différentes approches complémentaires :
(i) mesure de la perfusion sanguine cérébrale globale (cerebral blood flow, CBF) par imagerie laser-Doppler ;
(ii) visualisation directe des petits capillaires à l'aide d'un miniscope
(iii) étude de la formation de micro-thrombi par analyses histologiques et immunomarquages.

Pour l'évaluation des troubles cognitifs, nous utiliserons le test du labyrinthe en Y (Y Maze), le test du labyrinthe aquatique (Water maze) De manière particulièrement intéressante, l'imagerie par miniscope permettra également d'analyser simultanément les altérations des petits vaisseaux et l'activité neuronale au cours des évaluations cognitives par le test du Y-Maze.
Afin d'étudier spécifiquement l'implication de la NETose dans la survenue de la cSVD, nous analyserons si la NETose est augmentée au niveau des micro-vaisseaux et/ou du parenchyme cérébral, en utilisant des immunomarquages de marqueurs spécifiques de la NETose. Nous testerons ensuite directement si l'inhibition de la NETose permet de restaurer les perturbations microvasculaires et les déficits cognitifs observés dans les modèles murins de NETose augmentée (à l'aide de DNase et/ou d'un inhibiteur de PAD4).

Objectifs :
- évaluation des altérations des petits vaisseaux et des fonctions cognitives en présence d'une NETose exacerbée ;
- évaluation de la formation de micro-thrombi en contexte de NETose exacerbée ;
- confirmation du rôle de la NETose dans la survenue de la cSVD.

Objectif 2 : Évaluer l'activation de la coagulation et les voies impliquées (TFPI, facteur XI) en présence d'une NETose augmentée

Étant donné notre hypothèse selon laquelle la NETose est responsable de l'inhibition du TFPI, de l'activation du facteur XI et, par conséquent, de l'activation de la coagulation, nous évaluerons dans un premier temps les interactions entre la NETose et le TFPI, ainsi qu'entre la NETose et le facteur XI, dans les modèles murins de NETose augmentée, à l'aide des approches suivantes :
- mesure des concentrations plasmatiques de TFPI et de l'activité du facteur XI ;
- évaluation de la génération de thrombine dépendante du complexe TF/TFPI et du facteur XI (à l'aide des tests de génération de thrombine disponibles dans notre équipe) ;
- expériences d'inhibition de la NETose suivies de l'analyse des concentrations et de l'activité du TFPI, ainsi que de l'activité du facteur XI.

Objectifs :
- évaluation de l'activation de la coagulation en présence d'une NETose augmentée ;
- évaluation de l'impact de la NETose sur l'activité du TFPI et du facteur XI.

Sur la base des données de la littérature montrant une corrélation négative entre les concentrations de TFPI et la survenue de la cSVD, et en fonction de nos résultats préiliminaires, nous évaluerons ensuite la participation du TFPI dans la physiopathologie de la cSVD en traitant des souris caractérisées par une NETose augmentée par du TFPI recombinant (tifacogine, déjà testé echez le rat et chez l'homme). Les critères d'évaluation inclueront :
- les perturbations de la microvascularisation,
- la formation de micro-thrombi,
- l'évaluation des fonctions cognitives.

Objectifs :
- évaluation de l'efficacité du TFPI recombinant sur la survenue de la cSVD

Objectif 2: Analyser l'association entre la NETose, le TFPI et le facteur XI chez les patients atteints de cSVD

Avec l'aide du Dr Trégouët et de son équipe, nous déploierons plusieurs stratégies basées sur la génomique, incluant des approches de randomisation mendélienne (MR), afin de caractériser les différents phénotypes moléculaires (expression génique, protéines, métabolites) susceptibles de se situer sur les voies reliant la NETose au TFPI, ainsi que la NETose au facteur XI.
L'inférence causale entre la NETose et les niveaux plasmatiques de TFPI et/ou du facteur XI, ainsi qu'entre la NETose et les biomarqueurs IRM de la cSVD, sera analysée dans différentes cohortes de patients disposant d'échantillons plasmatiques et de données d'imagerie cérébrale (IRM), notamment les cohortes i-Share et 3C.