Contribution à l’étude de contrôle de la production d’endozépines par les astrocytes de rat : rôles du neuropeptide PACAP et de la somatostatine
On désigne sous le terme d’endozépines (EZ) une famille de peptides considérés comme les ligands naturels des récepteurs des benzodiazépines qui incluent le diazepam-binding inhibitor (DBI) et ses dérivés. Dans le SNC des vertébrés, les EZ sont exclusivement synthétisées par les cellules gliales. La présence de récepteurs fonctionnels pour de nombreux peptides régulateurs à la surface des astrocytes, suggère que la synthèse et la libération des EZ pourraient être finement régulées. Toutefois, au moment où nous avons entrepris ce travail, l’implication des neuropeptides dans le contrôle de la libération d’EZ n’avait jamais été étudiée. Le pituitary adenylate cyclase-activating polypeptide (PACAP) et la somatostatine semblaient être de bons candidats dans la mesure où ils contrôlent plusieurs fonctions astrocytaires. C’est pourquoi nous avons étudié les effets et le mécanisme d’action de ces deux neuropeptides sur la production des EZ par les astrocytes de rat en culture.
Dans ce travail, nous montrons que le PACAP (10-13 – 10-6 M) stimule de façon dose-dépendante la libération des EZ alors que le vasoactive intestinal polypeptide (VIP) est 1000 fois moins actif que le PACAP. Les effets de ces deux neuropeptides sont abolis par le PACAP6-38, un antagoniste des PAC1-R, alors que le [4-Cl-D-Phe6, Leu17]-VIP, un antagoniste des récepteurs VPAC1-R et VPAC2-R, est sans effet sur la réponse des astrocytes au PACAP et au VIP, indiquant que l’action stimulatrice du PACAP est relayée par son récepteur spécifique PAC1-R. La somatostatine (10-12 – 10-6 M) quant à elle exerce un puissant effet inhibiteur sur la libération d’EZ. La réponse à la somatostatine est mimée par le L797-591, le L779-776 et le L803-087, des agonistes spécifiques des récepteurs sst1, sst2 et sst4, respectivement, indiquant que ces trois types de récepteurs sont impliqués dans l’effet inhibiteur de la somatostatine sur la libération des EZ. Enfin, l’analyse par HPLC des surnageants de cultures révèle que le PACAP et la somatostatine modulent la libération des EZ sans modifier la maturation post-traductionelle du DBI. Nous avons également montré, par de la technique de RT-PCR quantitative, que le PACAP augmente le taux des ARNm codant le DBI, et que cet effet est bloqué par des inhibiteurs de PKA et PKC. La somatostatine réduit l’expression du gène codant le DBI et son action, qui s’exerce uniquement via l’activation des sst4, met en jeu des voies de signalisation impliquant la PKA, la PKC et les MAPK. L’effet du PACAP sur les astrocytes de rat est associé à une activation de l’adénylyl cyclase (AC) et de la phospholipase C (PLC) ainsi qu’à une mobilisation du calcium à partir d’un pool intracellulaire alors que les sst sont couplés négativement à l’AC. Le composé H89, un inhibiteur de la PKA, bloque l’effet du PACAP sur la libération des EZ, et mime l’action de la somatostatine mais leurs effets ne sont pas additifs. A l’inverse, les bloqueurs de la voie PLC/PKC sont dépourvus d’effet tant sur la libération basale que régulée, mais prolongent l’action stimulatrice du PACAP. L’ensemble de ces résultats indique que seule la voie AC/PKA est directement impliquée dans le mécanisme de libération des EZ. Enfin, des résultats préliminaires suggèrent que la libération des EZ par les astrocytes pourrait être assurée par des transporteurs de type ATP-binding cassette à activité PKA-dépendante.
En conclusion, nos travaux démontrent que la production d’EZ par les astrocytes est un phénomène régulé, par au moins deux neuropeptides, le PACAP et la somatostatine. Seule la voie AC/PKA est directement impliquée dans le mécanisme de sécrétion d’EZ. Le PACAP et la somatostatine modulent également, positivement et négativement, l’expression du gène codant le DBI, mais n’affectent pas la maturation post-traductionnelle du précurseur. Les effets transcriptionnels du PACAP et de la somatostatine mettent en jeu les voies PKA et PKC, ainsi que celle des MAPK. L’ensemble de nos résultats indique donc que le DBI ne peut définitivement pas être considéré comme un peptide domestique mais plutôt comme un authentique neuropeptide participant à la communication entre les astrocytes et les neurones.
Mots clés : astrocytes endozépines PACAP somatostatine neuropeptides transporteurs ABC expression octadecaneuropeptide triakontatétraneuropeptide – diazepam-binding-inhibitor
Présentée le 26 janvier 2005
Laboratoire où a été préparé la thèse :
Laboratoire de Neuroendocrinologie Cellulaire et Moléculaire, IFRMP 23, Unité INSERM 413, Faculté des Sciences, Université de Rouen, 76821 Mont-Saint-Aignan Cédex
Nom du Directeur de thèse : Dr Marie-Christine Tonon
