• Langue : Anglais
• Discipline : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Identifiant : 2025ULILS013
• Type de thèse : Doctorat
• Date de soutenance : 03/07/2025

Résumé en langue originale

Les concentrés plaquettaires ont traditionnellement des fonctions hémostatiques, mais leurs capacités neurorégénératives restent peu explorées. Le lysat plaquettaire humain (HPPL) et les vésicules extracellulaires dérivées des plaquettes (pEV) contiennent des facteurs neurotrophiques qui favorisent la réparation neuronale. Les pEV, vésicules nanométriques à double couche lipidique libérées par les plaquettes, sont particulièrement prometteuses en tant que candidats thérapeutiques en raison de leur potentiel régénératif et de leurs capacités d'administration de médicaments. Les pEV tirent leur fonctionnalité de leur charge en facteurs de croissance (cytokines et molécules de signalisation), de protéines membranaires spécialisées, de molécules de surface permettant une absorption cellulaire ciblée et d'une médiation distinctive des interactions intercellulaires par rapport à d'autres sources d'EV. Les pEV administrées par voie intranasale ont démontré des effets neuroprotecteurs dans des modèles de traumatisme crânien et de maladie de Parkinson. Cependant, il manque des études exhaustives intégrant des approches ex vivo et in vivo, ce qui limite notre compréhension de la manière dont les plaquettes et les pEV influencent la neurogenèse dans des contextes physiologiques pertinents. Cette étude aborde trois questions clés : en quoi les pEV et les composants HPPL diffèrent-ils ? Comment ces différences de composition affectent-elles la neurogenèse dans les modèles ex vivo et in vivo ? Quels composants moléculaires contribuent à leur influence neurogène ? Nous visons à caractériser les différences entre les pEV et les HPPL et à déterminer leur rôle fonctionnel dans la neurogenèse à l'aide d'approches complémentaires. Nous émettons l'hypothèse que les plaquettes humaines et les pEV possèdent des signatures moléculaires spécifiques qui favorisent la prolifération et la différenciation des cellules souches neurales par des voies mécanistiques distinctes. Notre étude a confirmé que les pEV et les HPPL ont des compositions moléculaires nettement différentes. Les pEV (diamètre moyen ~165 nm) présentaient des marqueurs classiques des vésicules extracellulaires (CD63, TSG101, CD81) et le CD41 spécifique des plaquettes. Les HPPL contenaient des concentrations nettement plus élevées de facteurs de croissance solubles, notamment le BDNF (160 fois), le PDGF-AB (47 fois), l'EGF (50 fois), le VEGF (24 fois) et le TGF-β1 (9,6 fois). De même, les chimiokines spécifiques aux plaquettes PF4 et CXCL7 étaient significativement plus abondantes dans les HPPL (respectivement 20 et 43 fois plus). Ces différences de composition ont permis de comprendre leurs effets différentiels sur la neurogenèse. Nos expériences ex vivo et in vivo ont démontré que ces dérivés plaquettaires exercent des effets spécifiques à la niche qui sont cohérents dans tous les modèles expérimentaux : dans les études ex vivo, les pEV ont principalement augmenté la taille des neurosphères dérivées du gyrus denté (DG), tandis que le HPPL a amélioré à la fois la taille et le nombre des neurosphères dérivées de la zone sous-ventriculaire (SVZ). Ce schéma persistait même sans supplémentation en EGF/FGF-2. Les analyses de différenciation ont révélé que les pEV favorisaient la maturation en neurones NeuN-positifs, tandis que le traitement par HPPL induisait la différenciation en neurones immatures DCX-positifs. Ces résultats ex vivo ont été confirmés par nos études in vivo, où l'administration intranasale de pEV a produit des effets prolifératifs plus importants dans le DG, tandis que le HPPL a montré une plus grande prolifération cellulaire dans la SVZ. Une évaluation à long terme (D28) a confirmé cette tendance, les pEV favorisant la différenciation en neurones matures (EdU+NeuN+) et le HPPL augmentant le développement de neurones immatures (EdU+DCX+) [...]

Résumé traduit

Platelet concentrates traditionally serve hemostatic functions, but their neuroregenerativecapabilities remain underexplored. Human platelet lysate (HPPL) and platelet-derivedextracellular vesicles (pEVs) contain neurotrophic factors that support neural repair. pEVsnanometer-sized lipid bilayer vesicles released from platelets show particular promise astherapeutic candidates due to their regenerative potential and drug delivery capabilities. pEVsderive their functionality from growth factor cargo (cytokines and signaling molecules),specialized membrane proteins, surface molecules enabling targeted cellular uptake, anddistinctive cell-cell interaction mediation compared to other EV sources. Intranasallyadministered pEVs have demonstrated neuroprotective effects in traumatic brain injury andParkinson's disease models. However, comprehensive studies integrating ex vivo and in vivoapproaches are lacking, limiting our understanding of how platelets and pEVs influenceneurogenesis in physiologically relevant contexts. This study addresses three key questions:How do pEVs and HPPL components differ? How do these compositional differences affectneurogenesis across ex vivo and in vivo models? Which molecular components contribute totheir neurogenic influence? We aim to characterize the differences between pEVs and HPPLand determine their functional role in neurogenesis through complementary approaches. Wehypothesize that human platelets and pEVs possess specific molecular signatures that promoteneural stem cell proliferation and differentiation through distinct mechanistic pathways. Ourstudy confirmed that pEVs and HPPL have distinctly different molecular compositions. pEVs(average diameter ~165 nm) displayed classic extracellular vesicle markers (CD63, TSG101,CD81) and platelet-specific CD41. HPPL contained substantially higher concentrations ofsoluble growth factors, including BDNF (160-fold), PDGF-AB (47-fold), EGF (50-fold),VEGF (24-fold), and TGF-β1 (9.6-fold). Similarly, platelet-specific chemokines PF4 andCXCL7 were significantly more abundant in HPPL (20-fold and 43-fold higher, respectively).These compositional differences established a foundation for understanding their differentialeffects on neurogenesis. Our ex vivo and in vivo experiments demonstrated that these plateletderivatives exert niche-specific effects that are consistent across experimental models: In exvivo studies, pEVs predominantly enhanced dentate gyrus (DG)-derived neurosphere size,whereas HPPL improved both size and numbers of subventricular zone (SVZ)-derivedneurospheres. This pattern persisted even without EGF/FGF-2 supplementation.Differentiation analyses revealed that pEVs promoted maturation into NeuN-positive neurons, while HPPL treatment induced differentiation into DCX-positive immature neurons. This exvivo findings were confirmed by our in vivo studies, where intranasal administration of pEVsproduced stronger proliferative effects in the DG, while HPPL showed greater cellularproliferation in the SVZ. Long-term (D28) evaluation further validated this pattern, with pEVsenhancing differentiation into mature neurons (EdU+NeuN+) and HPPL increasing thedevelopment of immature neurons (EdU+DCX+). Proteomic analysis provided mechanisticinsights into these differential effects. LC-MS/MS identified 376 proteins in pEVs and 895 inHPPL, with 313 shared proteins. pEVs-unique proteins (63) were enriched in complementactivation, immune response, and extracellular matrix interactions, while HPPL-uniqueproteins (582) included neural stem cell regulators, axonal guidance proteins, andneuroprotective factors. Temporal proteomic analysis revealed distinct pathways activated ineach neurogenic niche at both early (D3) and late (D28) timepoints [...]