Action du venin sur la coagulation

Bien que plusieurs mécanismes d'action aient été identifiés, le cas le plus général peut être schématisé en invoquant le principe de substitution : une protéine présente dans le venin possède des propriétés analogues à l'un des facteurs de la coagulation dont elle prend la place. Lorsque le processus de coagulation est activé (processus de coagulation intra vasculaire disséminée, ou CIVD), il persiste jusqu'à épuisement d'un ou plusieurs facteurs de la coagulation (= phénomène de consommation) et conduit à un syndrome hémorragique dû, le plus souvent, à une afibrinogénémie. On peut opposer deux grands groupes de facteurs coagulants : les activateurs de la prothrombine et les enzymes thrombiniques. Les activateurs des autres facteurs de la coagulation, notamment les activateurs du facteur V, apparaissent secondaires au plan clinique. [22]

Les venins de Vipéridés et d'Élapidés sont source de protéines capables d'interagir sur la cascade de la coagulation à la fois de manière pro et anticoagulante. De ce fait, nous verrons les protéines agissant sur les deux types de versants: thrombotique et hémorragique.

a. Les protéines à activité coagulante.

 Les activateurs du facteur V.

Plusieurs venins de Vipéridae, Daboia Russelii, Vipera aspis et Bothrops atrox notamment, contiennent des protéines activant le facteur V et parfois d'autres facteurs de la coagulation. Ce sont généralement des sérines-protéases effectuant une hydrolyse ménagée du facteur V.

- Le RVV-V, est un puissant activateur du facteur V, extrait du venin de l’espèce D. Russelii, il agit sur un site qui est également la cible de la thrombine. Toutefois, contrairement à celle-ci, le RVV-V n'est pas inhibé par l'antithrombine III, même en présence d'héparine.

- La thrombocytine, extraite du venin de B. atrox, quoique de structure très voisine de celle de l'activateur du facteur V isolé du venin de D. Russelii, possède des propriétés beaucoup plus larges que cette dernière : outre le facteur V, elle hydrolyse le facteur XIII, le facteur VIII, la prothrombine, le fibrinogène et elle active les thrombocytes. L'importance biologique de ces activateurs apparaît très variable d'un venin à l'autre. [22]

 Les activateurs du facteur X

Les représentants de ces facteurs sont les suivants :

- RVV.X (extrais du venin de la vipère de Russel ); RVV-X identifie la conformation du site de liaison du calcium du domaine Gia du facteur X (acides aminés de 1 à 44) par l'intermédiaire d'une de ses sous-unités, puis la conversion

du facteur X en facteur Xa est catalysée par la sous unité lourde. Il peut également activer le facteur IX et la protéine C par des mécanismes catalytiques semblables, mais sa capacité à activer le facteur IX et la protéine C est très faible (Morita T., 2005).

- VLXA et VBXA (extrait du venins de Vipera lebetina et Vipera berus ) VLXA et VBXA sont inactifs sur des substrats protéiques synthétiques, la caséine, la prothrombine et le fibrinogène. Ils semblent agir spécifiquement sur le facteur X.

- OHV-X

 Les activateurs du facteur IX

Toujours dans le venin de la vipère de Russel, une protéine est capable d'activer le facteur IX sans qu'il y ait changement de son poids moléculaire. Ceci diffère de l'activation du facteur IX par le facteur Xia dans la cascade de la coagulation qui implique le départ d'un peptide et une réduction du poids moléculaire du facteur IXa (Markland F., 1998). [34]

 Les activateurs de la prothrombine.

Lorsque la prothrombine est activée par le facteur Xa, en présence du facteur Va, de phospholipides et de calcium, deux liaisons peptidiques sont rompues. Cette protéolyse se déroule en deux temps avec tout d'abord une action sur la liaisonArg273-Thr274 puis sur celle Arg322-lle323. [34]

Les activateurs ophidiens de la prothrombine montrent certaines similitudes et différences avec les activateurs trouvés in vivo. En se basant sur leurs caractéristiques fonctionnelles ainsi que sur leurs propriétés et les cofacteurs requis lors de l'activation de la prothrombine, ils ont été classés en quatre groupes. (Rosing et Tans, 1992, Kini et al., 2001).[34]

Tableau IX : Classification des activateurs de la prothrombine

de venins de serpent(Kini, 2005). [34]

 Les enzymes agissant sur le fibrinogène.

Les enzymes agissantes sur le fibrinogène ou enzymes thrombine-like sont elles aussi largement distribuées. Elles ont été séparées en trois classes en fonction des taux de libération des fibrinopeptides A et B. Le groupe des venombin A contient l'ancrode, la batroxobine et la crotalase qui sont actuellement étudiées à des fins thérapeutiques.

b. Protéines à activité anticoagulante.

 Les activateurs de la protéine C.

Rappelons que, physiologiquement, la protéine C est un zymogène qui est activé par la thrombine liée à une molécule épithéliale (la thrombomoduline). La protéine C activée, la forme protéolytique de l'enzyme, inactive les facteurs Va et VIll a ayant ainsi une action anticoagulante. [34]

 Les inhibiteurs des facteurs IX / X.

Une protéine se liant au facteur IX ou au facteur X en présence de calcium et empêchant leur participation dans la cascade de coagulation a été isolée dans le venin de Trimeresurus flavoviridis. Cette protéine a pour cible les résidus d'acide glutamique à l'extrémité aminoterminale de ces facteurs. La liaison du calcium à cette protéine semble être possible à deux emplacements avec des affinités différentes, elle induit un changement conformationnel (Sekiya et al., 1995). Sa séquence aminée est très proche de celle de la botrocétine, une protéine du venin de Bothrops jararaca, qui est un activateur de l'agrégation plaquettaire. Ainsi, en dépit d'un degré élevé de similitudes structurales, ces deux protéines ophidiennes ont des activités biologiques distinctes. Des protéines semblables ont également été isolées dans d'autres venins. Par exemple, une protéine de liaison aux facteurs IX et X a été isolée dans le venin d'Echis carinatus (Chen et Tsai, 1996).

Le venin de Deinagkistrodon acutus contient une série de protéines anticoagulantes inhibant la prothrombinase avec notamment un inhibiteur du facteur X. Il n'a aucune activité enzymatique discernable et se lie au facteur Xa en présence decalcium, l'empêche de participer au complexe d'activation de la prothrombine. Une analyse portant seulement sur l'activité de la prothrombinase a révélé que l'inhibition de ce complexe par ce venin a lieu aussi bien sur le plasma de bovins, de lapins, de rat que d'humains. Cette action est dose dépendante. Comme cet inhibiteur n'inhibe pas seulement le facteur Xa, mais qu'il bloque les autres combinaisons de la conversion de la prothrombine, on en a conclut que cette protéine empêche la liaison du complexe FX/FVa aux

inhibiteur bloque également l'activation du facteur X par le facteur VIIa et la thromboplastine. Il n'a aucun effet sur la coagulation induite par la thrombine ou la fibrinolyse induite par l'activateur du plasminogène ou la streptokinase. Cela lui confère plusieurs propriétés exigées pour être un bon agent thérapeutique (Cox A., 1993).

Une protéine anticoagulante appelée AaACP a été isolée dans le venin d'Agkistrodon acutus. AaACP empêche la coagulation plasmatique induite par le facteur Xa, d'une façon dépendante de sa concentration. Elle semble se lier au facteur Xa dans le complexe de la prothrombinase. Cette protéine est composée de deux chaînes A et B liées par un ou plusieurs ponts disulfures. La comparaison des nucléotides de l'ADN codant pour chaque chaîne d'AaACP et de la protéine liant les facteurs IX/X de Trimeresurus flavoviridis (Viperidé) a prouvé que la région codant pour la protéine mature est beaucoup plus variable que le domaine du peptide signal (contrairement à se qui est trouvé d'ordinaire). Tenant compte des diversités fonctionnelles des protéines ophidiennes, on peut supposer qu'elles ont été acquises par une évolution accélérée (Tani et al., 2002).

 L'inhibiteur de la thrombine.

Un unique inhibiteur de la thrombine a été extrait du venin de Bothrops jararaca. C'est la seule protéine de ce type découverte jusqu'ici à partir d'un venin de serpent. Cet inhibiteur, appelé la bothrojaracine, forme un complexe équimolaire non covalent avec la thrombine l'empêchant d'agir sur plusieurs de ces substrats macromoléculaires.

La bothrojaracine est un inhibiteur spécifique de l'agrégation et de la sécrétion plaquettaire induite par la thrombine. Elle prolonge également le temps de coagulation en empêchant compétitivement la liaison de la thrombine au fibrinogène.

 Les phospholipases A2.

Les venins ophidiens sont riches en phospholipases A2 (PLA2) et ils en contiennent souvent plusieurs isozymes. Elles ont pour cibles les phospholipides des complexes tenase et prothrombinase, le facteur Xa. Il existe une disparité dans le pouvoir anticoagulant des phospholipases d'un même venin qui serait d'origine fonctionnelle. Ainsi les PLA2 fortement anticoagulante agissent sur le complexe tenase par une combinaison de mécanismes enzymatiques et non enzymatiques. Les PLA2 au pouvoir anticoagulant plus faible agissent uniquement par un mécanisme enzymatique.