Formation du complexe D
La formation de la prothrombinase définit un événement modulateur important sur le plan catalytique, car le complexe complet est 300 000 fois plus efficace que le facteur Xa libre agissant sur la prothrombine en solution.24,72 Une implication de cette augmentation significative du taux est que toute dissociation des composants du complexe diminue de manière significative et drastique l’activité enzymatique. L’absence de la surface membranaire du catalyseur complet entraîne une perte de 1000 fois de l’efficacité catalytique, tandis que la suppression du facteur Va du complexe entraîne une diminution de 10 000 fois de la vitesse de génération de la thrombine.24 La surface membranaire est obligatoirement requise car, bien que contribuant peu à la vitesse intrinsèque de la catalyse, elle fournit un environnement dans lequel le complexe facteur Va-facteur Xa et le substrat peuvent se coconcentrer.277 La prothrombine semble se concentrer à la surface de la membrane plaquettaire en grande partie grâce aux mécanismes médiés par les récepteurs décrits précédemment. Le facteur Va, en vertu de sa capacité de liaison à la membrane, forme une interaction obligatoire et de haute affinité avec le facteur Xa, car le facteur Xa ne se lie pas aux plaquettes activées en l’absence du facteur Va. La concentration des réactifs à la surface de la membrane entraîne des concentrations locales élevées de réactifs qui dépassent le Km intrinsèque de la réaction et améliorent considérablement l’efficacité catalytique. En outre, le facteur Va augmente le taux de renouvellement de la réaction par un mécanisme qui n’a pas encore été rationalisé.278
La formation de complexes offre également aux constituants de la prothrombinase une protection contre les inhibiteurs et/ou les inactivateurs. Contrairement au facteur Xa libre en solution, le facteur Xa incorporé dans la prothrombinase (c’est-à-dire complexé avec le facteur Va lié à la membrane) est protégé de l’inhibition par l’antithrombine III et l’héparine.72 De même, le facteur Va incorporé dans la prothrombinase est protégé de l’inactivation protéolytique par la protéine C activée109,110 – un processus qui est discuté en détail dans la section suivante.
La Xase intrinsèque est modulée par une variété de mécanismes similaires à ceux observés avec la prothrombinase. La formation de complexes entraîne une augmentation de l’efficacité catalytique d’environ 2 × 107 fois.217 La liaison des facteurs VIIIa et IXaβ aux plaquettes activées par la thrombine diminue le Km d’activation du facteur X d’un facteur 2500 et permet au facteur VIIIa d’augmenter le kcat d’environ 7500 fois. L’antithrombine III ne peut pas inhiber le facteur IXaβ en présence du facteur VIIIa et des plaquettes.279 Comme pour le facteur Va, la formation de complexes du facteur VIIIa avec le facteur IXaβ module son activité. La dissociation de la sous-unité A2 du facteur VIIIa hétérotrimère, qui entraîne une perte complète de l’activité du cofacteur, est empêchée par son association avec le facteur IXaβ sur une surface membranaire,280 tout comme son inactivation par l’APC62,281.
Parce que le facteur Va est absolument nécessaire à la formation de thrombine physiologiquement pertinente, des variations significatives de l’activation de la prothrombine peuvent être accomplies via des altérations protéolytiques, inactivatrices du cofacteur catalysées par la protéine C activée. La protéolyse et l’inactivation nécessitent que le facteur Va soit lié aux plaquettes59,74 ou à la membrane282. Les premières études ont indiqué que l’incubation de la protéine C activée avec des plaquettes activées par la thrombine produisait une diminution parallèle de la liaison du facteur Xa et de l’activation de la prothrombine, ce qui suggère qu’après le clivage par la protéine C activée, le facteur Va ne se lie pas au facteur Xa.283,284 Par conséquent, l’inactivation du facteur Va catalysée par la protéine C activée a un effet spectaculaire sur la génération de thrombine.
Les plaquettes humaines sont capables de promouvoir et de moduler l’inactivation catalysée par la protéine C activée du facteur Va dérivé du plasma et des plaquettes, bien que ces deux pools de cofacteurs ne soient pas des substrats équivalents en ce qui concerne l’inactivation. Trois clivages dans la chaîne lourde de la molécule de facteur Va humain sont nécessaires pour une inactivation efficace catalysée par la protéine C activée : le clivage en Arg506, suivi des clivages en Arg306 et Arg679,282,285 Le clivage en Arg506 est plus rapide et précède le clivage membranaire inactivant en Arg306,282 La surface des plaquettes humaines activées par la thrombine joue un rôle important dans l’inactivation catalysée par la protéine C activée du facteur Va dérivé des plaquettes et du variant du facteur Va, le facteur VaLeiden.109,110 Le facteur VaLeiden est dérivé de l’activation par la thrombine du facteur VLeiden, une variante dans laquelle l’Arg506 a été remplacée par la glutamine, supprimant essentiellement le site de clivage de la protéine C activée en position 506.286 Ainsi, les individus homozygotes (et dans certains cas, hétérozygotes) pour cette mutation présentent une faible réponse anticoagulante à la protéine C activée et sont exposés à un risque accru de thrombose veineuse.287-Les cofacteurs plaquettaires normaux et mutants sont inactivés par la protéine C activée à des taux presque identiques ; cependant, l’inactivation complète des deux cofacteurs dérivés des plaquettes n’est jamais atteinte109,110 car il reste jusqu’à 50 % de l’activité originale. Ces résultats sont en contraste marqué avec ce qui a été observé dans les études sur l’inactivation catalysée par la protéine C activée du facteur Va et du facteur VaLeiden dérivés du plasma sur des vésicules phospholipidiques synthétiques.290-292 Dans ces études, l’inactivation complète des cofacteurs est toujours observée, bien que le facteur VaLeiden du plasma soit inactivé à une vitesse considérablement plus lente que le facteur Va normal du plasma. Dans les études sur les plaquettes, une plus grande activité résiduelle du facteur Va et du facteur VaLeiden dérivés des plaquettes subsiste lorsqu’on utilise des plaquettes activées par la thrombine comme surface membranaire d’inactivation, contrairement à l’inactivation quasi complète lorsqu’on utilise des vésicules phospholipidiques synthétiques comme surface d’inactivation110. Ainsi, les plaquettes activées protègent les cofacteurs dérivés des plaquettes de l’inactivation catalysée par la protéine C activée109,110.
Les plaquettes activées protègent également le facteur Va normal dérivé du plasma de l’inactivation par la protéine C activée en ralentissant le clivage à Arg506.110 Cependant, contrairement au cofacteur dérivé des plaquettes, le facteur Va dérivé du plasma peut être complètement inactivé par la protéine C activée, ce qui suggère que les deux pools de cofacteurs différents (plasma vs plaquettes) sont des substrats différents pour l’APC.110 Ces études confirment à nouveau l’importance des événements de liaison dans la modulation de l’activité prothrombinase. Elles démontrent également que les membranes phospholipidiques plaquettaires et synthétiques ne sont pas des surfaces équivalentes dans la régulation de la formation des complexes enzymatiques. Collectivement, ces études indiquent que les plaquettes soutiennent les événements procoagulants en fournissant une surface membranaire qui retarde l’inactivation des cofacteurs et en libérant une molécule de cofacteur qui présente un phénotype de résistance à la protéine C activée.
Il est intéressant de considérer que, dans les sites de lésions artérielles, la mutation du facteur VLeiden peut ne pas prédire aussi facilement la thrombose artérielle, car les cofacteurs dérivés des plaquettes normales et variantes sont également résistants à la protéine C activée à la surface des plaquettes activées. En fait, le rôle démontré de la mutation du facteur VLeiden dans la prédiction de la thrombose veineuse287-289 peut refléter la résistance documentée du cofacteur du facteur VaLeiden dérivé du plasma par rapport au facteur Va normal dérivé du plasma.290-292 Le pool de cofacteurs plasmatiques peut jouer un rôle plus important dans la thrombose veineuse en raison de l’absence de contribution significative des plaquettes. En revanche, au site d’un thrombus artériel, le cofacteur dérivé des plaquettes, du fait de sa libération et de son activation, peut être présent à une concentration supérieure à 600 fois celle du cofacteur plasmatique.106