Thèse Rôle des Phosphoinositide 3-Kinases dans la Biogenèse et la Fonction des Vésicules Extracellulaires Plaquettaires et Mégacaryocytaires H/F Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université de Toulouse École doctorale : BSB - Biologie, Santé, Biotechnologies Laboratoire de recherche : I2MC - Institut des Maladies Métaboliques et Cardiovasculaires Direction de la thèse : Sonia SEVERIN ORCID 0000000215662619 Début de la thèse : 2027-09-01 Date limite de candidature : 2026-11-23T23:59:59 Les vésicules extracellulaires (VEs) libérées par les plaquettes et les mégacaryocytes sont des médiateurs essentiels de l'hémostase, de la thrombose et d'un nombre croissant de processus physiopathologiques, notamment l'inflammation, les maladies cardiovasculaires et le cancer. Malgré leur pertinence clinique, les mécanismes moléculaires régissant leur biogenèse et leur libération restent mal compris. PI3K-EV comble cette lacune en étudiant le rôle des isoformes de phosphoinositide 3-kinases (PI3K), régulateurs centraux de la biologie des plaquettes et des mégacaryocytes, dans la production, la composition et la fonction des VEs.
La famille des PI3K comprend 8 isoformes réparties en trois classes (classe I : PI3K, PI3K, PI3K, PI3K ; classe II : PI3KC2, PI3KC2, PI3KC2 ; classe III : Vps34), produisant chacune des phosphoinositides distincts qui régulent la signalisation intra-cellulaire, le remodelage membranaire, le trafic intracellulaire et la dynamique du cytosquelette, autant de processus fondamentaux pour la biogenèse des VEs. Pourtant, leur contribution spécifique à la biologie des VEs dérivées des plaquettes et des mégacaryocytes n'a jamais été étudiée.
En combinant l'expertise unique de l'équipe de Toulouse en biologie des PI3K et en modèles murins transgéniques avec l'expertise internationalement reconnue de l'équipe de Pavie en biologie des VEs plaquettaires et en signalisation, PI3K-EV produira la première cartographie complète des contributions des isoformes de PI3K à la biogenèse des VEs, à la sélection du cargo et à la fonction biologique dans les plaquettes et les mégacaryocytes.
À l'aide d'inhibiteurs pharmacologiques et de modèles murins génétiquement modifiés avec invalidation sélective de chaque isoforme de PI3K, le projet caractérisera les populations de VEs (taille, nombre, morphologie) par analyse de suivi de nanoparticules, microscopie électronique et microscopie super-résolution. Des approches omiques (protéomique et lipidomique) définiront le cargo moléculaire des VEs, avec une attention particulière aux espèces phosphoinositides, produits directs des PI3Ks, en tant que potentiels seconds messagers intercellulaires. La machinerie moléculaire de la biogenèse des VEs (complexes ESCRT, GTPases ARF/Rho/Rab, protéines du cytosquelette) sera caractérisée par des approches biochimiques établies. Enfin, les VEs générées sous inactivation sélective des PI3K seront testées dans des tests fonctionnels d'hémostase et de thrombose in vitro, ainsi que dans des expériences de transfert adoptif in vivo.
PI3K-EV établira comment les isoformes de PI3K contrôlent la nature et l'activité biologique des VEs dérivées des plaquettes et des mégacaryocytes, révélant de nouvelles cibles moléculaires pour la modulation pharmacologique. Étant donné que plusieurs isoformes de PI3K sont déjà proposées comme cibles thérapeutiques pour la thrombose, les maladies cardiovasculaires et le cancer, autant de pathologies dans lesquelles les VEs jouent un rôle pathogène, ce projet ouvre des perspectives translationnelles directes vers de nouvelles stratégies thérapeutiques basées sur les VEs. EVs released by platelets and megakaryocytes are the most abundant circulating vesicles and key mediators of hemostasis, thrombosis, inflammation, cardiovascular disease, and cancer. Different stimuli induce EVs of variable size, composition, and number, suggesting that distinct signaling pathways shape EV nature and function in different pathophysiological contexts. PI3Ks occupy a central position in platelet and megakaryocyte signaling, regulating intracellular signalling, membrane dynamics, cytoskeletal remodeling, and intracellular trafficking, all essential processes for EV biogenesis. However, their contribution to EV biology remains entirely unexplored.
Several PI3K isoforms are proposed as antithrombotic therapeutic targets, yet their potential impact on EV generation and function has never been considered. Understanding this link is essential both for fundamental biology and for anticipating the full pharmacological consequences of PI3K-targeted therapies. The Toulouse team has generated unique transgenic mouse models for each PI3K isoform and has demonstrated their critical roles in platelet and megakaryocyte biology. The Pavia team has established expertise in platelet EV biology and their roles in thrombosis and cancer. Together, these two teams provide a unique opportunity to address a fundamental and unanswered question in platelet biology.
- To establish the role of each PI3K isoform in EV release from platelets and megakaryocytes
- To characterize the impact of PI3K inactivation on EV size, number, morphology, and molecular cargo
- To identify the molecular machinery by which PI3Ks regulate EV biogenesis
- To determine the functional consequences of PI3K-dependent EV alterations on hemostasis and thrombosis
Pharmacological and genetic tools: PI3K isoforms (class I: PI3K//; class II: PI3KC2/; class III: Vps34) will be selectively inactivated using pharmacological inhibitors in human platelets and genetically modified mouse models available in the Toulouse team.
EV characterization: Nanoparticle tracking analysis, transmission electron microscopy, atomic force microscopy, and super-resolution microscopy will define EV size, number, and morphology. Flow cytometry will assess surface expression of phosphatidylserine, P-selectin, and other bioactive molecules.
Molecular cargo analysis: Mass spectrometry (proteomics and lipidomics) will characterize EV molecular content, with particular focus on phosphoinositide species as direct PI3K products.
Biogenesis mechanisms: The regulation of ESCRT complexes, ARF/Rho/Rab GTPases, and cytoskeletal proteins by PI3K isoforms will be analyzed by established biochemical approaches in both laboratories.
Functional assays: EV populations will be tested in thrombosis assays in vitro (thrombin generation, fibrin deposition, platelet aggregation) and in adoptive transfer experiments in vivo (bleeding time, arterial and venous thrombosis models).