Figure 1 Lésions initiales de la plaque d’athérome. ...7 Figure 2 Section transversale d’une artère coronaire épicardique avec une plaque d’athérosclérose sténosant la lumière à 75 %. ...9 Figure 3 Lésion avancées de la plaque d’athérome. ... 10 Figure 4 Structure de la paroi artérielle normale, d’après l’ouvrage de J. Léoni intitulé ... 12 Figure 5 Structure pentamérique de la protéine C réactive . ... 25 Figure 6 Effets de la C-réactive protéine au niveau de l'endothélium vasculaire . ... 27 Figure 7 Cristallisation de l’Interleukine-6 : ... 31 Figure 8 Schéma de la structure de la sous-famille de chimoikines à motif C-C (Cystéine-Cystéine) . ... 34 Figure 9 Structure tridimensionnelle de MCP-1 monomérique (A) et dimérique (B) . ... 35 Figure 10 Le site d’action des phospholipases A2 sur les phospholipides membranaires. .... 39 Figure 11 Représentation schématique des séquences d’acides aminés des PLA2 secrétés... 41 Figure 12 Modèle de cinétique inter-faciale ... 42 Figure 13 La dégradation du PAF en composé inactif par PAF-AH. ... 45 Figure 14 Dégradation de la phosphatidylcholine Lyso-phosphatidylcholine par la PAF-A. ... 46 Figure 15 Activation de la Lp-PLA2 lors de l’oxydation des LDL, et conséquences proathérogènes de la libération des lysophosphatidylcholines et des acides gras oxydés. .... 49 Figure 16 Structure du gène et de la protéine du CD40L humain ... 54 Figure 17 Structure du gène et de la protéine du CD40 humain. ... 56
Figure 20 Structure générale d’une lipoprotéine. ... 66 Figure 21 Structure du noyau héminique de la MPO humaine d’après ... 87 Figure 22 Etapes détaillées de l'activité enzymatique de la MPO [MPO-Fe(III): enzyme native] et de la formation des composés (Cd) intermédiaires... 90 Figure 23 Interaction entre la Nox, la NOS et la MPO et amplification de la production des ERO. ... 93 Figure 24 Schéma illustrant le rôle de la myéloperoxidase dans le mécanisme de sénescence endothéliale ... 99 Figure 25 Structure tridimensionnelle de la proforme de la MMP-2 (PDB : 1GXD) illustrant l’organisation modulaire des MMP ... 103 Figure 26 Structures des différents sous groupes des MMP. ... 104 Figure 27 Zymographie sur gélatine des proMMP-2 et 9 circulantes ... 111 Figure 28 Fonctions de certains microARN endothéliaux en condition physiologique ... 114 Figure 29 Diagramme de la répartition des origines des microparticules retrouvées dans le sang ... 119 Figure 30 Rôles physiopathologiques des différentes microparticules leucocytaires ... 120 Figure 31 Techniques d’exploration des microparticules plasmatiques ... 127 Figure 32 Structure des peptides natriurétiques ... 129
Tableau I : Facteurs de risque génétiques et environnementaux associés à l’athérosclérose ..5 Tableau II : Stades évolutifs de l’athérosclérose selon la classification de Stary et al . ...6 Tableau III : Marqueurs de risques cardiovasculaire. ... 23 Tableau IV : Valeurs seuils de risque CV proposées pour les concentrations sériques de la CRPus. ... 29 Tableau V: Comparaison des méthodologies décrites et/ou commercialisées pour le dosage des LDL oxydées. ... 70 Tableau VI : Ensemble des réactions contrôlées par la myéloperoxydase. ... 91 Tableau VII:Variations d’expression des microARNs endothéliaux lors de l’athérosclérose ... 116 Tableau VIII : protocole pré-analytique recommandé pour l’analyse des microparticules circulantes. ... 126
Partie 1 : De la formation à la rupture de la plaque d’athérome : processus
physiopathologiques. ...3 I. DEFINITION ...4 II. EPIDEMIOLOGIE ...4 III. FACTEURS DE RISQUE ...5 IV. ANATOMOPATHOLOGIE ...6 1. Lésions initiales ...7 2. Lésions avancées ...8 V. PHYSIOPATHOLOGIE ... 11 1. Endothélium fonctionnel ... 11 1.1. Structure de l’artère ... 11 1.2. Intima humain normal ... 12 1.3. Rôle physiologique de l’endothélium ... 13 2. Endothélium dysfonctionnel ... 14 3. Les mécanismes cellulaires et moléculaires sous-jacents à l’athérosclérose ... 15 3.1. Rôle des lipides ... 15 3.2. Rôle des cytokines ... 16 3.3. Formation des cellules spumeuses ... 17 3.4. Migration et prolifération des cellules musculaires lisses ... 18 3.5. Evolution de la plaque ... 19 VI. DIAGNOSTIC ... 20 Partie 2 : Marqueurs biologiques de l’athérosclérose ... 22 I. MARQUEURS D’INFLAMMATION ... 24 1. Protéine C-réactive (CRP) ... 24 1.1. Caractères généraux ... 24 1.2. Structure ... 24
2. Cytokines ... 30 2.1. Interleukine 6 ... 30 2.1.1. Structure et rôle physiologique ... 30 2.1.2. IL-6 et athérosclérose ... 32 2.2. Interleukine 18 ... 32 2.2.1. Structure et rôle physiologique ... 32 2.2.2. Rôle dans la maladie d’athérosclérose ... 33 3. Monocyte Chemoattractant Protein-I (MCP-1) ... 33 3.1. Caractères généraux ... 33 3.2. Structure ... 34 3.3. Rôle dans la pathologie d’athérosclérose ... 35 4. Molécules d’adhésion cellulaire ... 37 4.1. ICAM-1 soluble (sICAM-1) ... 38 4.2. VCAM soluble (sVCAM-1) ... 38 5. Les phospholipases A2 (PLA2)... 38 5.1. Les phospholipases A2 sécrétées (sPLA2) ... 40 5.1.1. Propriétés moléculaires et enzymatiques ... 40 5.1.2. Fonctions physiologique ... 42 5.1.3. Phospholipase A2 sécrétées et athérosclérose ... 43 5.2. La lipoprotéine-phospholipase A2 (Lp-PLA2) ... 44 5.2.1. Caractères structurales et enzymatiques de la Lp-PLA2 ... 45 5.2.2. Rôle physiologique ... 46 5.2.2.1. Inflammation ... 46 5.2.2.2. Apoptose ... 47 5.2.2.3. Contrôle intracellulaire de la production du PAF ... 47 5.2.3. Rôle de la Lp-PLA2 dans le processus de l’athérosclérose ... 47
6.3. Le récepteur CD40 ... 55 6.4. Rôle physiologique du complexe CD40/CD40L ... 57 6.5. Rôle dans la pathologie de l’athérosclérose ... 57 6.5.1. Stade initial ... 57 6.5.2. Progression de la plaque ... 62 6.5.3. Rupture de la plaque ... 63 6.6. Dosage ... 63 II. MARQUEURS LIPIDIQUES... 64 1. Lipoprotéines petites et denses ... 64 2. Les LDL oxydées (oxLDL)... 65 2.1 Caractères généraux ... 65 2.2 Oxydation des LDL ... 67 2.3 Effets athérogènes des LDL oxydées ... 69 2.4 Dosage ... 69 3. La lipoprotéine (a) [Lp(a)] ... 71 3.1 Structure ... 71 3.2 Lp(a) et atherogenèse ... 72 3.3 Dosage ... 73 III. MARQUEURS D’HEMOSTASE ... 74 1. Fibrinogène ... 74 1.1. Structure et rôle physiologique ... 74 1.2. Fibrinogène et athérosclérose ... 74 1.3. Dosage ... 76 2. D-dimères ... 77 2.1 Caractères généraux ... 77 2.2 D-dimères et athérosclérose... 78 2.3 Dosage ... 78
1.2. L’homocystéine et athérosclérose ... 82 1.3. Potentiel thérapeutique ... 82 1.4. Dosage ... 83 2. Diméthylarginine asymétrique (ADMA) ... 85 3. La myéloperoxydase ... 86 3.1 Définition ... 86 3.2 Synthèse... 86 3.3 Structure ... 87 3.4 Activités enzymatiques ... 88 3.5 Espèces oxydantes produites par la myéloperoxydase... 92 3.6 Rôle physiologique ... 94 3.7 Rôle dans la pathologie d’athérosclérose ... 98 3.8 Dosage de la MPO ... 100 3.8.1 Détermination des taux sériques de MPO ... 100 3.8.2 Détermination de l’activité enzymatique de la MPO ... 100 V. AUTRES MARQUEURS... 101 1. Métalloprotéases matricielles (MMP) ... 101 1.1 Définition ... 101 1.2 Structure ... 101 a. Le peptide signal : ... 102 b. Le propeptide ... 102 c. Le domaine catalytique ... 102 d. Le domaine C-terminal ... 102 1.3 Classification ... 105 1.4 Rôle physiologique ... 106 1.5 Régulation ... 106
1.5.4 Régulation post traductionnelle négative ... 107 1.6 Rôle des MMP dans la maladie d’athérosclérose ... 108 1.6.1 MMP-1, MMP-2 et MMP-3 ... 108 1.6.2 MMP-9 ... 109 1.6.3 MMP-7 ... 109 1.6.4 PAPP-A ... 109 1.7 Dosage ... 110 1.7.1 Techniques de dosage ... 110 1.7.2 Influence des paramètres pré-analytiques ... 111 2. MicroARN ... 112 2.1. Les microARN endothéliaux ... 112 2.2. Rôle physiologique dans l’endothélium ... 113 2.3. MicroARN et athérosclérose ... 114 2.4. Exploration ... 117 3. Microparticules ... 118 3.1Microparticules leucocytaires ... 120 3.1.1 MPL comme effecteur de la plaque d’athérosclérose... 121 3.1.2 MPL comme marqueur des maladies cardiovasculaires ... 122 3.2 Microparticules endothéliales (MPE) ... 123 3.2.1 Caractères généraux ... 123 3.2.2 MPE et athérosclérose... 124 3.3 Techniques de dosage... 125 4. Brain natriuretic peptide (BNP et NT pro-BNP) ... 128 4.1 Caractères généraux ... 128 4.2 Rôle physiologique ... 130 4.3 Dosage ... 131
CONCLUSION ... 136 RESUMES
L’athérosclérose et ses complications cardiovasculaires posent un problème majeur de santé publique, ils sont à l’origine de taux de morbidité et de mortalité très élevés dans les pays développés, et d’un coût socio-économique particulièrement lourd. Elle est clairement définie comme une maladie inflammatoire chronique impliquant des cellules inflammatoires, dépôts et accumulation de lipides et de protéines matricielles. L’histoire naturelle des plaques d’athérosclérose se caractérise par des épisodes de rupture, ou d’érosion superficielle de l’endothélium, conduisant à la formation d’un thrombus, symptomatique ou non.
En effet, la détection d’une athérosclérose précoce est l’un des soucis majeurs de la médecine actuelle, en particulier pour mettre en place des mesures de prévention secondaire, médicamenteuses ou non.
La connaissance des processus physiopathologiques, aboutissant à l’installation de la plaque d’athérome ainsi que les mécanismes contribuant à sa fragilité ou sa rupture, et les différents facteurs moléculaires impliqués dans ces processus, ouvrait la possibilité d’étudier des nouveaux marqueurs systémiques qui peuvent être des outils pertinents d’un diagnostic précoce.
Plusieurs marqueurs biochimiques associés au risque cardiovasculaire ont été récemment décrits. Ils y en a, qui ont déjà prouvé leur intérêt depuis une décennie, d’autres sont plus récents et en cours d’étude.
Le but de ce travail est de mettre le point sur ces biomarqueurs. Dans une première partie, nous résumons les connaissances actuelles sur la pathogénie et la progression de l’athérosclérose, la deuxième partie sera consacrée à la présentation des marqueurs biologiques actuels les plus étudiés à l’échelle mondiale et leur apport dans le diagnostic de cette maladie.