Pathophysiology of cardiovascular events in Bcr/Abl-negative myeloproliferative neoplasms

Abstract

Les syndromes myéloprolifératifs Bcr/Abl-negatifs (SMP) sont des maladies hématopoïétiques clonales, secondaires dans 80% des cas à la mutation sporadique JAK2V617F. JAK2V617F a été récemment mise en évidence dans les cellules endothéliales. Les deuxièmes mutations en ordre de fréquence sont les mutations de Calréticulin (CALR). Les évènements cardiovasculaires sont la première cause de mortalité des malades atteints de SMP (2/3 artériels et 1/3 veineux). Les évènements veineux sont caractérisés par une fréquence particulièrement élevée de thromboses survenant dans des sites inhabituels, comme les veines splanchniques (veines hépatiques (syndrome de Budd-Chiari) ou veine porte). Les mécanismes responsables de ces évènements cardiovasculaires chez les malades atteints de SMP sont mal compris. Les conséquences phénotypiques et fonctionnelles de la mutation JAK2V617F sur les cellules endothéliales n'ont pas été évaluées. L'objectif global de ce travail est de mieux comprendre la physiopathologie des évènements cardio-vasculaires associés aux SMP, sur le plan artériel, j'ai montré, grâce à des expériences de myographie, que les aortes de souris portant JAK2V617F à la fois dans leurs cellules hématopoïétiques et endothéliales ont une très forte augmentation de la réponse aux agents vasoconstricteurs alors que cet effet n'est pas observé lorsque la mutation est uniquement endothéliale. J'ai ensuite isolé des microvésicules plasmatiques de malades porteurs de JAK2V617F, non traités pour leur SMP, et ai observé que ces microvésicules reproduisent l'effet d'hyperréponse artérielle aux agents vasoconstricteurs. J'ai par la suite montré que seules les microvésicules de globules rouges portant la mutation JAK2V617F étaient responsables de cet effet. J'ai ensuite analysé les mécanismes impliqués et ai déterminé que cette hyperréactivité vasculaire est dépendante de l'endothélium et des NO synthases. De plus, j'ai aussi mis en évidence une forte augmentation du stress oxydant dans l'endothélium des aortes de souris portant la mutation JAK2V617F en comparaison aux souris sauvages, suggérant que les perturbations de la voie du NO résultent d'une génération de stress oxydant induite par les microvésicules de globules rouges. Ces données nous ont poussés à évaluer de nouvelles thérapeutiques, comme les statines, qui sont des molécules anti-cholestérolémiques ayant indépendamment du cholestérol un effet anti-oxydant bénéfique sur la fonction endothélial. J'ai montré que l'utilisation de simvastatine chez les souris portant la mutation JAK2V617F diminue significative cette hyperréactivité vasculaire en comparaison aux souris contrôles. Mes résultats suggèrent que chez les malades atteints de SMP une hyperréponse aux agents vasoconstricteurs induite par les microvésicules circulantes d'origine érythrocytaire pourrait participer aux accidents artériels et que de nouvelles thérapeutiques, comme les statines pourraient être prometteuses. Sur le plan veineux, en analysant une cohorte prospective de 312 patients atteints de thromboses splanchniques, j'ai pu déterminer la prévalence des mutations CALR dans cette population (2%) et identifier un groupe de malades (ceux sans JAK2V617F et ayant une taille de rate >ou= 16cm et des plaquettes > 200G/L) chez lesquels la recherche des mutations CALR doit être effectuée. Ces critères ont une excellente valeur prédictive négative (100%) et permettent d'éviter 96% de tests inutiles. J'ai confirmé ces critères grâce à une collaboration européenne dans une cohorte de validation espagnole comprenant 209 patients. Je me suis aussi attachée à déterminer le rôle de JAK2V617F endothélial dans les conséquences hépatiques des thromboses des veines hépatiques. Nous avons montré que la présence de la mutation JAK2V617F dans l'endothélium n'aggrave pas le développement des lésions hépatiques secondaires à un syndrome de Budd-Chiari, ni en termes de fibrose hépatique ni en termes d'hypertension portale.Classical myeloproliferative neoplasms (MPNs) are clonal hematopoietic diseases. The sporadic mutation JAK2V617F is present in 80% of patients. JAK2V617F has recently been demonstrated in endothelial cells. The second most frequent mutations are Calreticulin mutations (CALR). Cardiovascular events are the leading cause of death in patients with MPNs (2/3 arterial and 1/3 venous). Venous events are characterized by a particularly high frequency of unusual sites involvement, such as splanchnic veins thrombosis (hepatic veins (Budd-Chiari syndrome) or portal vein). Mechanisms responsible for these cardiovascular events in patients with MPNs are poorly understood. The phenotypic and functional consequences of JAK2V617F mutation in endothelial cells have not been evaluated. The overall objective of this work is to better understand the pathophysiology of cardio-vascular events associated with MPNs. On the arterial side, I have shown, through myography experiments, that mouse aorta carrying JAK2V617F both in their hematopoietic and endothelial cells display a very strong increased vasoconstrictive response whereas this effect is not observed when the mutation is only endothelial. I then isolated circulating microvesicles from patients carrying JAK2V617F mutation and observed that these microvesicles reproduce the increased arterial vasoconstrictive response. I subsequently showed that only microvesicles from red blood cells carrying the JAK2V617F mutation were responsible for this effect. I then analysed the mechanisms involved and determined that this vascular hyperreactivity is endothelial-dependent via NO synthases inhibition. In addition, I also found a strong increase in oxidative stress in the aortic endothelium of mouse carrying the JAK2V617F mutation compared to wild-type mice, suggesting that the NO pathway inhibition results from oxidative stress induced by red blood cells microvesicles. These data prompted us to evaluate new therapeutics, such as statins, which are anti-cholesterolemic molecules that have antioxidant effect beneficial to endothelial function. I have shown that the use of simvastatin in mice carrying the JAK2V617F mutation significantly decreases this vascular hyperreactivity compared to control. My results suggest that patients with MPNs may have an increased arterial vasoconstrictive response induced by erythrocytes microvesicles and that new therapies such as statins may be promising. On the venous side, by analysing a prospective cohort of 312 patients with splanchnic thrombosis, I was able to determine the prevalence of CALR mutations in this population (2%) and identify a group of patients (those without JAK2V617F and having a spleen >or= 16cm and platelets> 200G / L) in which the search for CALR mutations must be performed. These criteria have an excellent negative predictive value (100%) and 96% of useless tests could be avoided. I confirmed these criteria through European collaboration in a Spanish validation cohort of 209 patients. I also focused on determining the role of endothelial JAK2V617F in hepatic consequences of hepatic veins thrombosis. We have shown that the presence of the JAK2V617F mutation in the endothelium does not worsen the development of hepatic lesions secondary to Budd-Chiari syndrome, nor in terms of hepatic fibrosis nor in terms of portal hypertension