La prothrombine joue un rôle central dans la coagulation du sang (figures 1, 2). Ses propriétés fonctionnelles sont liées à la présence de résidus gamma-carboxyglutamyle (Gla), qui résultent de la carboxylation post-traductionnelle, dépendante de la vitamine K, de dix résidus glutamyle spécifiques (Fig. 3,4). Mes études sur les bovins (par exemple, l’examen du lien entre la liaison des ions métalliques et la fonction des protéines dans le complexe «  » » » » » » »prothrombinase » » » » » » » ») permettront de différencier le ligandage et les implications conformationnelles ultérieures des résidus Gla dans le processus physiologique normal. Dans ce cadre, j’ai précédemment isolé et caractérisé six variantes différentes de prothrombine déficientes en Gla (0-, 1-, 2-, 3-, 5- et 7-Gla). Chacun d’entre eux génère de la thrombine de manière quantitative mais à une vitesse nettement plus lente (K/m élevé) que la prothrombine 10-Gla en raison de la forte diminution de la liaison Ca/2+ et phospholipide par rapport à la prothrombine 10-Gla normale. Les variants à 7 et moins de Gla n’ont révélé que 3 % de l’activité normale de la prothrombine, mesurée par leur capacité à accélérer la coagulation du plasma déficient en prothrombine et en facteur VII. Les prothrombines 8- et 9-Gla nouvellement isolées possèdent respectivement 18 et 75 % de l’activité normale, ce qui constitue une transition entre les prothrombines 7- et 10-Gla. L’isolement des variantes 8- et 9-Gla est devenu possible grâce à l’utilisation d’anticorps monoclonaux (McAb) contre la structure stabilisée par le Ca2+ (Ca II Ab) de la prothrombine pour la chromatographie d’immunoaffinité. Mes études immunochimiques avec les anticorps Ca II Ab, polyclonaux et monoclonaux, ont montré qu’ils (polyclonaux) ne sont pas spécifiques de la prothrombine normale car ils présentent une réaction croisée avec les variants 7-, 8- et (particulièrement) 9-Gla. De plus, mes données préliminaires avec les prothrombines 5- et 7-Gla suggèrent que les positions Glu 15 et 17 ne sont pas modifiées, et que les positions sélectives (résidus 7,8,20,30,33) peuvent être préférentiellement carboxylées. La recherche proposée révélera si les prothrombines déficientes en Gla sont effectivement déficientes de manière sélective, indiquant l’ordre de carboxylation des résidus Glu de «  » » » » » » »in vivo » » » » » » » ». Mon expertise dans la description de la façon dont la position et/ou le nombre de résidus Gla affectent les propriétés fonctionnelles, physicochimiques (conformationnelles) et immunochimiques de la prothrombine et du fragment 1 contenant Gla constitue la base de l’isolement de matériaux humains pour des études fondamentales et cliniques. J’isolerai des prothrombines normales et les plus cruciales déficientes en Gla. Ces dernières seront ensuite divisées en deux groupes (ou plus) en fonction de leur activité physiologique. Le but sera de contrôler dans le plasma des patients sous traitement par warfarine les prothrombines normales, 9-Gla (si c’est la seule qui soit fonctionnellement active et totale (normale plus déficiente en Gla) par des dosages immunologiques avec des anticorps monoclonaux spécifiques pour évaluer l’état hémostatique de ces patients.
Le but est de déterminer pourquoi certains patients présentent des épisodes thrombotiques alors que d’autres restent plus sujets aux hémorragies, même si la bioactivité de leur prothrombine plasmatique est maintenue à des niveaux cliniquement acceptables. En outre, les prothrombines déficientes en Gla peuvent fournir un autre marqueur de dysfonctionnement hépatique.