Exploration de l’hémostase primaire Cours
d'hématologie
Introduction
:
L’hémostase primaire est le processus qui permet le colmatage d’une
lésion vasculaire.
Elle aboutit à la formation d’un clou plaquettaire
ou thrombus blanc.
Elle fait intervenir à la fois des systèmes
cellulaires les plaquettes, les cellules endothéliales, les autres
cellules sanguines et des composants protéiques fixés au sousendothélium
ou circulants.
Les conditions hémodynamiques jouent
aussi un rôle primordial : l’importance des modalités d’écoulement
du sang au niveau de la paroi vasculaire dans la genèse du
thrombus est maintenant bien établie.
Le fibrinogène et le facteur Willebrand, que l’on retrouve à la fois dans le plasma, les plaquettes,
les cellules endothéliales et le sous-endothélium, sont indispensables
dans les étapes d’adhésion et d’agrégation plaquettaire.
Les
plaquettes ont un rôle central dans l’hémostase du fait de leur
interaction avec le vaisseau, mais aussi par leur participation au
processus de coagulation, de la fibrinolyse et de la rétraction du
caillot.
En pratique, l’exploration de l’hémostase primaire se résume
essentiellement à l’exploration des fonctions plaquettaires et du
facteur Willebrand.
Numération plaquettaire :
Elle reflète l’équilibre entre la production médullaire et la
destruction périphérique.
La numération plaquettaire normale est
comprise entre 150 et 400 G/L.
Le sang prélevé par ponction
veineuse franche est recueilli dans des tubes contenant un
anticoagulant, l’éthylène diamine tétra-acétique (EDTA).
Tout
résultat de numération plaquettaire inférieur à la normale impose
un contrôle sur lame pour rechercher la présence d’agrégats
plaquettaires.
Il n’est pas rare en effet que l’EDTA induise la
formation in vitro d’agrégats, responsables d’une fausse
thrombopénie.
Le diagnostic est alors facilement redressé grâce à un
comptage sur tube citraté (tube à vitesse de sédimentation [VS]) ou
au bout du doigt (Unopettet).
Les compteurs électroniques ont
l’avantage de permettre la mesure simultanée de multiples
paramètres difficiles à apprécier à l’oeil.
On obtient en particulier le
volume plaquettaire moyen et un histogramme de la distribution
du volume plaquettaire qui peuvent avoir un intérêt diagnostique
dans certains cas.
Temps de saignement
:
Le temps de saignement classique, par la méthode d’Ivy, est un test
global qui doit être réalisé dans des conditions très rigoureuses.
Il
n’a aucun intérêt lorsque le nombre des plaquettes est inférieur à
50 G/L.
S’il n’est pas prédictif du risque hémorragique, il garde
un intérêt dans le dépistage des thrombocytopathies, essentiellement
constitutionnelles.
Il n’est plus prescrit à titre systématique dans le
bilan préopératoire, mais reste utile pour le diagnostic des thrombocytopathies et de certaines formes de la maladie de Willebrand.
Cependant la sensibilité de ce test est insuffisante : un
temps de saignement normal ne permet pas d’exclure les formes
modérées de ces maladies.
De plus, la reproductibilité est médiocre,
même entre des mains expérimentées.
Les techniques recommandées actuellement sont bien standardisées.
La technique d’lvy en trois points est désormais supplantée par la
technique d’lvy par incision, qui fait appel à des dispositifs
commerciaux. Le test consiste à pratiquer au niveau de l’avant-bras,
sous pression constante à 40 mm de mercure, une incision de
longueur et de profondeur standardisées.
Les valeurs normales
varient selon la technique utilisée et selon l’âge.
Temps d’occlusion
(PFA-100y, Dade Behring) :
Le test d’Ivy tend à être remplacé par une technique in vitro, la
mesure du temps d’occlusion grâce au PFA-100y (platelet function
analyser).
Il est pratiqué chez tout patient ayant des signes ou
antécédents hémorragiques avec une numération plaquettaire
normale.
Il n’y pas de recommandation précise de ce test dans le
suivi des malades sous un traitement antiagrégant plaquettaire.
La mesure du temps d’occlusion est une évaluation rapide et
automatisée de la capacité d’activation des plaquettes en sang total
et en condition de flux à fort taux de cisaillement.
Cette simulation
de l’hémostase primaire est réalisée par l’écoulement forcé de
l’échantillon sanguin dans un tube capillaire aboutissant à une
membrane couverte de collagène et d’adénosine disphosphate
(ADP), ou de collagène et d’épinéphrine.
L’appareil PFA-100y
permet de mesurer le débit en fonction du temps et de déterminer
le délai nécessaire à l’arrêt de l’écoulement sanguin.
Le test est
fortement sensible à la prise d’aspirine (temps d’occlusion allongé
sur épinéphrine, normal sur ADP).
Le temps d’occlusion est allongé
dans diverses thrombocytopathies (thrombasthénie de Glanzmann,
maladie de Bernard et Soulier).
Il s’est révélé particulièrement utile
pour le dépistage de la plupart des types de maladie de Willebrand
(sauf le type 2N).
Le PFA-100y explore essentiellement
l’accrochage de la glycoprotéine GPIb plaquettaire au facteur von
Willebrand (vWF), suivi de celui de la GPIIbIIIa au complexe vWF
+ collagène.
Le test n’est valide que si la numération plaquettaire
(> 100 G/L) et l’hématocrite sont normaux.
Des valeurs seuils audelà
desquelles on considère le résultat comme pathologique sont
données par le fabricant en fonction de la concentration de citrate
du prélèvement, mais il est recommandé à chaque laboratoire de
définir ses propres valeurs normales.
Malgré son intérêt, cet examen ne peut actuellement être considéré
comme pouvant remplacer dans toutes les situations l’étude du
temps de saignement par la technique d’Ivy, entre autres parce que
l’appareil n’est pas disponible dans tous les laboratoires.
Étude du facteur von Willebrand
(vWF)
:
La maladie de Willebrand est la plus fréquente des affections
hémorragiques constitutionnelles.
Le diagnostic doit être évoqué
chez tout patient présentant une histoire hémorragique personnelle
ou familiale inexpliquée.
Un temps de saignement et un temps de céphaline activé normaux ne suffisent pas à éliminer ce diagnostic,
qui repose essentiellement sur le dosage de l’activité du vWF.
Le dosage de l’activité vWF est habituellement réalisé par une
mesure de l’activité cofacteur de la ristocétine, qui dépend de
l’affinité du vWF à la glycoprotéine Ib plaquettaire (vWF:RCoF,
agglutination de plaquettes ou de membranes plaquettaires en
présence de ristocétine et du plasma du malade).
Il peut également
être apprécié par sa capacité de liaison au collagène (vWF:CBA,
collagen binding assay, dosage Elisa du vWF se fixant sur une matrice
de collagène).
Le dosage immunologique du vWF (vWF:Ag) repose le plus souvent
sur une technique immunoenzymatique (enzyme-linked
immunosorbent assay [Elisa] ou enzyme-linked fluorescent assay [Elfa]).
Une technique d’immunoagglutination est également disponible,
mais sa sensibilité est moins bonne.
La distribution des taux de vWF:Ag chez les sujets normaux est
large (50 à 200 %).
Le taux augmente avec l’âge et il est plus faible
chez les sujets de groupe sanguin O.
Le déficit en facteur vWF est
le plus souvent quantitatif (le résultat du dosage de l’activité et celui
du dosage antigénique sont alors comparables).
Les déficits
qualitatifs correspondent aux variants de maladie de Willebrand
(environ 20 % des cas) : l’activité biologique est très abaissée par
rapport au dosage antigénique (ratio Ag/activité > 2), et dans ces
cas le taux d’antigène peut être normal.
Le vWF assure le transport du facteur VIII:C (facteur
antihémophilique A).
De ce fait, le taux de facteur VIII doit être
mesuré car il peut être abaissé, ce qui explique l’allongement du
temps de céphaline activé.
Cependant les taux de VIII sont très
variables dans la maladie de Willebrand, diminués ou normaux.
Le variant de type 2A se caractérise par une baisse des multimères
de haut poids moléculaire de vWF et une hypoagrégabilité à la
ristocétine.
Le variant type 2B correspond à une hyperfixation de la
molécule sur la GPIb, et est responsable d’une hyperagrégabilité à
la ristocétine avec diminution des multimères de haut poids
moléculaire.
Le variant de type 2N est très particulier puisque
l’anomalie concerne la fixation du facteur VIII : diminution du taux
circulant de facteur VIII alors que les dosages Ag et activité du vWF
sont normaux.
Le type 3 est la forme grave de la maladie de Willebrand : le vWF n’est pas détectable et le taux de facteur VIII est
très abaissé.
Les anomalies génétiques responsables de la maladie de Willebrand
sont multiples et sont en cours d’exploration : les études en biologie
moléculaire ne sont pas encore un outil diagnostique.
Ainsi, en présence d’une maladie de Willebrand, l’étude de
l’agrégation à la ristocétine en plasma citraté riche en plaquettes à
de faibles et fortes concentrations (ristocetin-induced plateletagregation
[RIPA]), la mesure de l’affinité pour le facteur VIII,
l’analyse de la distribution des multimères par électrophorèse en gel
d’agarose et enfin la mesure du taux intraplaquettaire permettront
de classer le type de la maladie, ce qui est très important pour
définir l’attitude thérapeutique.
Mesure de l’agrégation plaquettaire
in vitro :
L’activation plaquettaire par agrégation peut être estimée en
calculant simplement le rapport entre le nombre de plaquettes après
activation et le nombre initial de plaquettes dans un échantillon fixé
par un mélange d’EDTA-formaldéhyde.
De façon plus habituelle,
on fait appel à des techniques photométriques qui mesurent le taux
d’agrégation en plasma riche en plaquettes, sous l’effet de différents
inducteurs.
L’ADP fut le premier inducteur à être utilisé.
Ces
techniques ne sont réalisables que si le nombre de plaquettes est
supérieur à 100 G/L.
Les plaquettes sont placées en agitation constante à 37 °C.
L’agrégamètre enregistre en continu les modifications de la
transmission lumineuse induites par l’agrégation des plaquettes
mises en contact avec un agoniste.
Les courbes enregistrées dans les
conditions normales sont différentes selon l’agent agrégant utilisé.
Les paramètres déterminés sont le pourcentage total d’agrégation,
les vitesses initiale et maximale d’agrégation, ainsi que le temps de
latence (paramètre important de l’agrégation au collagène).
En cas d’absence ou en cas d’anomalie fonctionnelle du complexe
des glycoprotéines IIbIIIa (thrombasthénie de Glanzmann), les
plaquettes perdent leurs capacités d’agrégation à tous les inducteurs
sauf à la ristocétine.
L’étude de l’agrégation à la ristocétine est utile pour le diagnostic
de la maladie de Jean Bernard et Soulier (absence de GPIb
+ plaquettes géantes) et pour le typage de la maladie de Willebrand.
Dans les déficits granulaires, on recherchera des anomalies de la
sécrétion induite par des agents tels que ADP, épinéphrine et
collagène.
Si l’on suspecte une anomalie de la synthèse du thromboxane A2,
les plaquettes seront testées en présence d’arachidonate de sodium
et d’un analogue des endoperoxydes de prostaglandines (U46619).
Les autres inducteurs utilisés sont le peptide terminal du récepteur
de la thrombine après clivage ou TRAP-6 (thrombin receptor activated
peptide avec six résidus aminés ou SFLLRN), les 1-O-alkényl-2-Oacétyl-
sn-glycéro-3-phosphocholine ou PAF (platelet activating factor),
l’ionophore calcique A23187, le phorbol-myristate acétate (PMA).
La technique d’étude de l’agrégation plaquettaire comporte
plusieurs variantes : il est possible de travailler sur des plaquettes
isolées du milieu plasmatique après filtration sur gel de sépharose
ou lavage des cellules par des étapes de centrifugation ; en l’absence
de plasma, il devient possible de tester l’agrégation à la thrombine
en éliminant les interférences du plasma sur l’agrégation.
Certains agrégamètres permettent de travailler sur sang total par
des mesures d’impédance, et ils peuvent aussi être équipés de
photomultiplicateurs : ceux-ci sont capables de mesurer la libération
plaquettaire de l’ATP par chimioluminescence ou bien les flux
calciques intracellulaires en utilisant un fluorochrome adéquat.
Il est
désormais possible de suivre de façon continue le processus
d’agrégation par mesure de la diffusion laser en fonction de
l’évolution de la taille des agrégats, qui devient mesurable en temps
réel sur plasma riche en plaquettes ou sur sang total non dilué.
Autres techniques explorant
les fonctions plaquettaires :
Elles ne sont pas d’usage courant, et seront réalisées au cas par cas
en fonction des résultats préalables de l’agrégamétrie ou bien,
comme pour la cytométrie en flux, dans les cas où le volume des
prélèvements sanguins est limité.
A - GLYCOPROTÉINES PLAQUETTAIRES :
Les techniques électrophorétiques, qui nécessitent des volumes
sanguins importants, ont été supplantées par les techniques de
cytométrie en flux.
Celles-ci présentent trois avantages majeurs : il est possible de travailler sur de petits volumes de sang total ;
l’analyse est possible même en cas de thrombopénie sévère
(contrairement à l’agrégamétrie) ; enfin, si nécessaire, le résultat peut
être rendu en urgence, dans l’heure qui suit le prélèvement.
Les anticorps utilisés reconnaissent un épitope normalement présent
sur les glycoprotéines plaquettaires, soit au repos : anti-IIb-IIIa
(CD41-CD61), anti-Ib (CD42b), anti-Ia-IIa (CD49b-CD31) ; soit après
activation : anti-GMP140 (CD62-P), anti-CD63, anti-LlBS/PAC-1, ou
un épitope présent sur un ligand qui se fixe sur les plaquettes après
activation : anti-RIBS, antifibrinogène, anti-vWF.
Ces techniques en cytométrie sont largement utilisées pour
confirmer le diagnostic des thrombocytopathies sévères par
anomalies des glycoprotéines de la surface plaquettaire.
B - ADHÉSION :
Il n’existe pas de technique simple permettant d’apprécier l’adhésion
des plaquettes au sous-endothélium : le dispositif le plus
physiologique est représenté par la chambre de Baumgartner.
Il
permet la détermination des plaquettes adhérentes à un sousendothélium
d’aorte de lapin en fonction de taux de cisaillement
variables par le flux.
Il existe d’autres systèmes permettant la
maîtrise des taux de cisaillement comme le cone-platelet analyser : en
fonction de la vitesse de rotation, l’enregistrement par caméra
permet l’analyse en fonction du temps.
Ce type d’appareil utilise
une matrice où les différents composants du sous-endothélium
peuvent être fixés de manière contrôlée.
Les techniques de rétention
plaquettaire aux billes de verre ont été abandonnées.
Pour mesurer
l’adhésion au collagène, des tests sur colonne de sépharose ou sur
filtre été proposés, l’agrégation plaquettaire étant inhibée en
travaillant à pH acide ou sur EDTA.
C - SÉCRÉTION :
L’évaluation de la sécrétion plaquettaire in vitro repose sur diverses
méthodes : dosage de la b-thromboglobuline, mesure de l’excrétion
de la sérotonine marquée au 14C, mesure par réaction de
bioluminescence de la quantité d’ATP libérée par la plaquette,
dosage de mépacrine incorporée aux granules denses par
fluorimétrie ou cytométrie en flux.
On peut également apprécier
l’expression de la GMP-140 (CD-62P) des granules a à la surface
plaquettaire par la cytométrie en flux.
D - MÉTABOLISME PLAQUETTAIRE :
Pour comprendre certains mécanismes physiopathologiques, il peut
être utile d’explorer le métabolisme plaquettaire ; ces tests sont
réservés à des laboratoires spécialisés :
– mesure des variations de concentrations intracellulaires du Ca2+
par des sondes fluorescentes (Indo-1, Fluo-3, Calcium-Green) ;
– exploration du métabolisme de l’acide arachidonique
radiomarqué par analyse en chromatographie des lipides
plaquettaires ;
– mesure des variations du taux d’AMPc intraplaquettaire par des
techniques Elisa ;
– étude des phosphorylations des protéines plaquettaires.
L’indication de ces explorations reste exceptionnelle pour mieux
comprendre certaines thrombopathies concernant des anomalies de
l’activation et de la signalisation intracellulaire.
E - AUTRES RÉCEPTEURS PLAQUETTAIRES :
Les techniques classiques pour déterminer la densité des récepteurs
plaquettaires (purinocepteurs, récepteurs des catécholamines,
prostanoïdes, adénosine, hydroxytryptamine, vasopressine, PAF,
thrombine) et leur affinité aux agonistes et antagonistes demandent
l’utilisation de radioligands.
Elles peuvent se réaliser sur plaquettes
lavées ou filtrées et sur membranes plaquettaires.
F - IMMUNOLOGIE PLAQUETTAIRE :
Les plaquettes sont le support de groupes antigéniques spécifiques
qui sont le reflet de polymorphismes moléculaires.
Chaque
spécificité antigénique unique est désignée sous le terme HPA
(human platelet antigen).
Treize systèmes sont actuellement décrits.
Ils peuvent être la cible de processus d’allo-immunisation,
responsable de thrombopénies foetomaternelles ou posttransfusionnelles.
Le diagnostic repose sur le typage plaquettaire,
réalisé actuellement par la mise en évidence du polymorphisme sur
produit d’amplification génique et la recherche d’alloanticorps.
Des autoanticorps peuvent se développer dans les situations de
dérèglement immunitaire et au cours du purpura thrombopénique
auto-immun (PTAI), les épitopes reconnus étant situés le plus
souvent sur le complexe GPIb-IX et IIb-IIIa.
Ces anticorps peuvent
aussi induire une thrombopathie.
La présence d’immunoglobulines
fixées sur la surface des plaquettes (test de Coombs plaquettaire)
n’est pas spécifique et il est préférable de rechercher les
autoanticorps spécifiques par des techniques de type MAIPA
(monoclonal antibody specific immobilization of platelet antigen) ou
western blot.
Cependant, ces techniques ne sont pas toujours
indispensables au diagnostic du PTAI.
G - ACTIVITÉ COAGULANTE :
L’activité coagulante des plaquettes correspond à l’activité
prothrombinase : un test indirect consiste à doser le facteur II
résiduel dans le sérum 24 heures après coagulation.
Un temps de coagulation activé au moyen de PAF et/ou de kaolin peut être
mesuré en sang total, de façon automatisée grâce à l’appareil HemoStatusy (Medtronic).
Cette activité peut être mesurée au
moyen de substrats chromogènes ou fluorescents après
recalcification du PRP et/ou activation plaquettaire.
Elle est aussi
dépendante de l’expression de phosphatidylsérine à la surface des
plaquettes et de leur capacité à générer des microparticules
membranaires exprimant ce même type de phospholipide anionique
(FIII ou PF3) : cette particularité est appréciée par le marquage à
l’annexine V.
Techniques mesurant l’activation
des plaquettes ex vivo :
L’augmentation du taux de b-thromboglobuline (b-TG) permet
d’estimer une activation plaquettaire in vivo, mais la mesure de la
b-TG plasmatique doit être réalisée avec des conditions de
prélèvement très strictes : prélèvement sans garrot, rejet du premier
millilitre de sang et recueil du sang sur l’anticoagulant de Ludlam
et Cash, conservé à + 4 °C et centrifugé à froid.
Le taux de b-TG
est comparé à celui du PF4 ; le ratio b-TG/PF4 doit rester supérieur
à 2,3 du fait des clairances de ces molécules.
Un ratio proche de 1
est en faveur d’une activation plaquettaire produite au cours du
prélèvement.
La cytométrie en flux permet d’apprécier les modifications du
complexe IIb-IIIa après activation (complexe IIb-IIIa activé et fixation
du ligand fibrinogène), l’expression membranaire des protéines
granulaires (CD62-P), lysosomiales (CD63) ou le clivage de la GPV
(qui est aussi mesurable par Elisa dans le plasma) et la liaison des
protéines plaquettaires sécrétées comme la thrombospondine.
Ces
techniques manquent de sensibilité car les plaquettes activées in
vivo ont une durée de vie très courte ; la détermination des agrégats
mixtes monocytes-plaquettes serait une meilleure approche.
Les
plaquettes activées ont aussi la propriété de relarguer des fragments
ou microparticules constituées d’une surface membranaire riche en
phospholipide de type phosphatidylsérine ; celles-ci peuvent être
recherchées dans le plasma par des techniques de double marquage
à l’annexine-V et d’anticorps antiglycoprotéines plaquettaires
comme un anti-GPIb (CD41b).
En somme, le diagnostic des thrombocytopathies repose
essentiellement sur l’étude de l’agrégation plaquettaire en PRP
complétée par une analyse de cytométrie en flux, l’appareil étant
facilement accessible dans les laboratoires d’hématologie.
Les autres
techniques citées sont davantage utilisées en laboratoire de recherche
ou pour une meilleure compréhension des mécanismes
physiopathologiques.