Dissertations / Theses on the topic 'Gène du récepteur 5-HT2A'

Depuis la découverte, fruit du hasard des neuroleptiques pour traiter la schizophrénie, de nombreuses molécules ont été développées pour une meilleure tolérance et une meilleure efficacité. Toutefois, bien avant la prescription de ces molécules, à l'essence même de la pathologie, le concept de résistance a été évoqué. La variabilité interindividuelle de réponse aux antipsychotiques des sujets schizophrènes a pu être ainsi conceptualisée grâce à des échelles spécifiques d'évaluation. Il apparait que ces sujets non répondeurs se caractérisent par une symptomatologie clinique plus bruyante qui n'est pas toujours évaluée de manière spécifique par ce type d'échelles. Les psychotropes empruntent des voies bien définies et il est reconnu que les effets physiologiques et biochimiques de ces substances sont soumis à certaines influences. Ainsi, le type d'alimentation, l'alcool et le tabac sont autant de facteurs extrinsèques influant la réponse aux traitements tandis que l'âge, le sexe, le poids ou d'autres facteurs physiopathologiques (incluant les facteurs héréditaires) sont d'importants facteurs intrinsèques. L'hypothèse d'un sous bassement génétique de la schizophrénie est étayé par plusieurs travaux comme les études épidémiologiques, de liaison génétique et des gènes candidats. Toutefois, l'hétérogénéité phénotypique de la maladie amène à des résultats variables. De fait, le cloisonnement phénotypique à la non réponse aux antipsychotiques chez les patients schizophrènes, pourrait être contributif à ce type d'approche. La pharmacogénétique se base sur les connaissances pharmacologiques des antipsychotiques et des gènes candidats des récepteurs cibles de ces molécules. Se basant sur l'hypothèse sérotoninergique de la schizophrénie et le tropisme préférentiel des antipsychotiques atypiques pour le récepteur sérotoninergique 5-HT2A, les premières études dans ce domaine ont testé la qualité de la réponse à la clozapine avec les polymorphismes T102C -1438A/G de la région promotrice et du gène du récepteur 5-HT2A. On peut toutefois noter l'inconsistance des résultats. L'hétérogénéité phénotypique de la maladie pourrait, au travers de symptômes cliniques, souligner ces différences. Par exemple, les symptômes négatifs dont la constance au cours de la maladie et l'association avec une moins bonne réponse thérapeutique sont reconnus. Notre hypothèse était que la disparité des résultats des études pharmacogénétiques testant le gène du récepteur 5-HT2A était liée à l'interférence des symptômes négatifs eux-mêmes sous influence génétique. Nous avons donc choisi de tester le polymorphisme -1438A/G de la région promotrice du gène codant pour le récepteur 5-HT2A et la réponse aux antipsychotiques, évaluant de manière parallèle les variables cliniques pouvant aggraver la réponse aux traitements. Dans ce premier travail, nous avons constaté que les sujets mauvais répondeurs se définissent surtout par la gravité des symptômes négatifs. Nous ne retrouvons pas d'association positive entre le polymorphisme génétique -1438A/G et la réponse aux antipsychotiques atypiques. Toutefois, l'allèle A et le génotype AA semblent être significativement associés à l'intensité des symptômes négatifs intervenant ainsi comme potentiel facteur confusionnant dans les études pharmacogénétiques testant le récepteur 5-HT2A. Les théories dopaminergiques et sérotoninergiques dans la schizophrénie ont été enrichies d'autres hypothèses pharmacologiques comme l'implication des systèmes adrénergiques, histaminiques, muscariniques ou cannabinoides. Plusieurs arguments permettaient d'envisager le gène du récepteur CB1 comme potentiellement impliqué dans la réponse médicamenteuse chez les patients schizophrènes. La plupart des études épidémiologiques montrent que les patients schizophrènes consomment jusqu'à deux fois plus de cannabis que dans la population générale. Les études post mortem réalisées chez les patients schizophrènes montrent une augmentation de la densité de ces récepteurs au niveau du cortex préfrontal dorsolatéral et cela de manière indépendante à la consommation récente de cannabis. La localisation cérébrale des récepteurs CB1, leur rôle interactif avec d'autres neurotransmetteurs en particulier la dopamine ou le glutamate ont permis d'envisager l'hypothèse endocannabinoide de la schizophrénie. Le gène du récepteur CB1 est localisé sur la région chromosomique 6q14-15, une région potentiellement impliquée dans la schizophrénie. Dans un second travail, nous avons analysé le polymorphisme 1359G/A du récepteur CB1 (étant donné sa caractéristique de tag-SNP) dans la réponse aux antipsychotiques. Parallèlement, nous avons choisi de tester trois autres polymorphismes couvrant environ 14kb du gène du CB1. Nous trouvons une association significative entre l'allèle G et la mauvaise réponse aux antipsychotiques mais pas d'association avec la maladie. Les travaux de recherche en pharmacogénétique semblent pertinents dans la prédiction de la qualité de la réponse aux traitements chez les patients schizophrènes. Dans la mesure où les mécanismes d'actions des antipsychotiques sont connus, il semble aisé de tester les gènes des récepteurs cibles dans la prédiction de la réponse médicamenteuse. Ce type d'approche pourrait être contributive comme outil complémentaire au psychiatre afin d'améliorer le confort des patients à travers une meilleure compliance.

Cette these revele le grand nombre de variants d'epissage du recepteur serotoninergique 5-ht 4 chez la souris, le rat et l'homme, qui tous different au niveau de la longueur et la composition de leur extremite c-terminale, apres un site d'epissage commun. Cette multiplicite d'isoformes est generee par le gene le plus morcele parmi les genes codant pour les recepteurs serotoninergiques couples aux proteines g. Il est localise en 5q31-33 chez l'homme. Une distribution heterogene de l'expression du messager des differentes isoformes a ete observee, certains variants etant specifiquement exprimes au niveau du systeme nerveux central. La queue c-terminale et la boucle i 3 jouent un role important dans le maintien du recepteur 5-ht 4 sous une forme contrainte inactive r. Ce recepteur possede une capacite particuliere a adopter une conformation active r*, en absence de ligand, lorsqu'il est exprime a des densites physiologiques, en systeme heterologue. Cette activite constitutive est remarquablement elevee si on la compare a celle des autres rcpg. Elle est d'autant plus importante que la queue c-terminale est courte et peut etre analysee grace au modele a 2 etats. La constante l qui determine la distribution du recepteur entre la forme r ou la forme r*, est specifique de chaque variant. Cette constante est modifiee pour des recepteurs mutes presentant une augmentation de l'activite constitutive. Des composes decrits comme antagonistes se comportent sur le recepteur 5-ht 4 constitutivement actif, soit comme des agonistes partiels, comme des antagonistes neutres ou comme des agonistes inverses. De telles modifications des proprietes d'un compose, en fonction de l'activite constitutive, sont a prendre en compte lors de leur developpement a des fins therapeutiques. Nous avons observe une dimerisation particulierement importante du recepteur 5-ht 4, qui n'implique pas le domaine c-terminal. Le role fonctionnel de cette dimerisation dans l'activation du recepteur reste a demontrer.

Les récepteurs 5-HT2A de la sérotonine et mGlu2 du glutamate suscitent un grand intérêt vu la dérégulation des deux récepteurs observée dans la schizophrénie et leur statut de cibles des antipsychotiques dits atypiques et de nouvelle génération, respectivement. Même si les antipsychotiques atypiques ciblant le récepteur 5-HT2A ont montré une efficacité contre les symptômes positifs, leur effet reste très limité contre les symptômes négatifs et cognitifs, et leurs effets secondaires nombreux. Depuis les années 1990, une nouvelle classe d’antipsychotiques ciblant le système glutamatergique, en particulier le récepteur mGlu2, est en développement. Les tests cliniques n’ont montré leur efficacité que pour les patients n’ayant pas été traités auparavant par des antipsychotiques atypiques. Ceci suggère une interaction fonctionnelle forte entre les récepteurs 5-HT2A et mGlu2 dans le mode d’action de ces deux classes d’antipsychotiques. De plus, plusieurs études ont démontré l’existence d’un hétéromère des deux récepteurs dans le cortex préfrontal qui semble important pour la réponse aux hallucinogènes et aux antipsychotiques ciblant l’un ou l’autre récepteur. Ainsi, étant donné l’impact du profil de phosphorylation adopté par les récepteurs couplés aux protéines G (RCPG) sur leur fonction, j’ai caractérisé au cours de ma thèse l’impact de la co-expression du récepteur 5-HT2A sur le profil de phosphorylation du récepteur mGlu2 en réponse à différentes stimulations. Parmi les 5 sites de phosphorylation identifiés, la phosphorylation de la Ser843 est potentialisée en réponse à la stimulation par un agoniste du récepteur mGlu2 uniquement lorsque le récepteur 5-HT2A est co-exprimé. Ces résultats ont été validés grâce à la génération d’un nouvel anticorps dirigé spécifiquement contre la forme phosphorylée de la Ser843 sur culture cellulaire HEK-293 et in vivo dans le cortex préfrontal de souris, région où les deux récepteurs sont co-exprimés. Des études fonctionnelles ont démontré que la phosphorylation de la Ser843 est nécessaire à la potentialisation de l’activité Gi/o du récepteur mGlu2 en réponse à ses agonistes et constitue un cross-talk fonctionnel entre les deux récepteurs puisque les agonistes du récepteur 5-HT2A stimulent également la phosphorylation de la Ser843 du récepteur mGlu2. Ainsi, mes résultats de thèse ont permis d’identifier la phosphorylation du récepteur mGlu2 sur la Ser843 comme un événement moléculaire clé du cross-talk fonctionnel avec le récepteur 5-HT2A et apporte un élément important dans la compréhension du mode d’action des antipsychotiques atypiques et de nouvelle génération
The serotonin 5-HT2A and glutamate mGlu2 receptors keep on attracting particular attention given their implication in psychosis associated with schizophrenia and in the mechanism of action of atypical antipsychotics and of a new class of antipsychotics, respectively. Though atypical antipsychotics, targeting 5-HT2A receptor, are efficient against positive symptoms, these drugs do not act against negative, cognitive symptoms and display many side effects. Since the 90’s, new classes of antipsychotics triggering glutamatergic system, in particular mGlu2 receptor, have been developed. Their clinical trials have shown efficacy only in patients who have not been previously treated with atypical antipsychotics. This suggests a strong interaction between 5-HT2A and mGlu2 receptors in the mechanism of action of both classes of antipsychotics. Moreover, a large body of evidence indicates the presence, in prefontal cortex, of 5-HT2A/mGlu2 heteromer that is important for the response to hallucinogens and antipsychotics targeting one receptor or the other. Thus, in view of the importance of the phosphorylation profile adopted by G-protein coupled receptor (GPCR) on their activity, I characterized the impact of 5-HT2A receptor co-expression on the phosphorylation profile of mGlu2 receptor in response to various stimulations. Among the five identified phosphorylated residues, the phosphorylation of Ser843 increases upon mGlu2 receptor stimulation only when the 5-HT2A receptor is co-expressed. A new antibody against the phosphorylated form of Ser843 confirmed these results in HEK-293 cells and in mouse prefrontal cortex, area where both receptors are co-expressed. Functional studies demonstrated that Ser843 phosphorylation is necessary to enhance Gi/o signaling of mGlu2 receptor and constitutes a functional crosstalk between 5-HT2A and mGlu2 receptor since 5-HT2A receptor agonists also stimulate Ser843 phosphorylation. Collectively, my thesis findings identify mGlu2 receptor phosphorylation at Ser843 as a key molecular event of the functional crosstalk with 5-HT2A receptor that might be critical to understand the mechanism of action of atypical and potential future antipsychotics treatments

Le récepteur de la sérotonine (5-hydroxytryptamine, 5-HT) 2A a été identifié comme la cible principale des hallucinogènes psychédéliques comme le diéthylamide de l'acide lysergique (LSD). Ces agonistes sont connus pour reproduire quelques uns des principaux symptômes de la schizophrénie. Un paradoxe non résolu est que seuls certains agonistes des récepteurs 5-HT2A présentent une activité hallucinogène, alors que des composés de structure apparentée avec une affinité comparable au niveau du récepteur n'ont pas des propriétés psychoactives. En utilisant une approche quantitative phosphoproteomic combinant un marquage isotopique stable en acides aminés dans la culture cellulaire (SILAC), un double enrichissement en phosphopeptides par chromatographie d'interaction hydrophile (HILIC) / chromatographie d'affinité (IMAC) et la spectrométrie de masse haute résolution, nous avons comparé les phosphoprotéome dans des cellules HEK-293 cellules exprimant de manière transitoire le récepteur 5-HT2A sous trois conditions: cellules non stimulées, cellules exposées aux hallucinogènes [2,5-diméthoxy-4-iodophényl]-2-aminopropane (DOI) et LSD les cellules exposées aux agonistes non- hallucinogènes Lisuride et Ergotamine. Parmi les 5996 phosphopeptides identifiés, 454 sont spécifiquement régulés par les hallucinogènes. Il s'agit notamment d'un résidu sérine du récepteur 5-HT2A éventuellement impliqués dans la régulation de la désensibilisation des récepteurs qui a été spécifiquement phosphorylée lors de l'exposition aux deux hallucinogènes. La phosphorylation différentielle des récepteurs 5-HT2A dans les cellules exposées aux agonistes hallucinogènes (DOI et le LSD) vs non hallucinogènes (lisuride et l'ergotamine) a été confirmé par l'analyse par spectrométrie de masse du récepteur purifié. Parallèlement, l'exposition des cellules aux agonistes hallucinogènes induit une internalisation et une désensibilisation des récepteurs moins prononcée qu'après exposition à la non-agonistes hallucinogènes. En conclusion, les résultats de cette thèse révèlent que la stimulation du récepteur 5-HT2A par les hallucinogènes et les agonistes non hallucinogènes induit deux modèles différents de phosphorylation qui pourraient être impliqués directement dans leurs réponses comportementales distinctes. ils fournissent également l'une des premières manifestations de la phosphorylation différentielle d'un récepteur couplé aux protéines G lors de la stimulation du récepteur par des agonistes biaisée
The serotonin (5-hydroxytryptamine, 5-HT)2A receptor has been identified as the primary target of psychedelic hallucinogens such as lysergic acid diethylamide (LSD), which reproduce some of the core symptoms of schizophrenia. A non-resolved paradox is that only some 5-HT2A receptor agonists exhibit hallucinogenic activity, whereas structurally related compounds with comparable affinity and agonist activity lack psychoactive properties. Using a quantitative phosphoproteomic approach combining stable isotope labelling by amino acids in cell culture (SILAC), phosphopeptide enrichment by hydrophilic interaction chromatography (HILIC) / immobilized metal affinity chromatography (IMAC) and high resolution mass spectrometry, we compared the phosphoproteome in HEK-293 cells transiently expressing the 5-HT2A receptor under three conditions: non-stimulated cells, cells exposed to the phenethylamine hallucinogen 1-[2,5-dimethoxy-4-iodophenyl]-2-aminopropane (DOI) and cells exposed to the non-hallucinogenic 5-HT2A agonist lisuride. Among the 5,996 identified phosphopeptides, 454 were specifically regulated by DOI but not by lisuride. These include a serine residue of 5-HT2A receptor possibly involved in regulation of receptor desensitization which was specifically phosphorylated upon DOI exposure. Differential phosphorylation of 5-HT2A receptor in cells exposed to hallucinogenic (DOI and LSD) vs. non-hallucinogenic (lisuride and ergotamine) agonists was further confirmed by mass spectrometry analysis of purified receptor. Correspondingly, cell exposure to hallucinogenic agonists induced a less pronounced receptor desensitization and internalization than exposure to non-hallucinogenic agonists. In conclusion, our phosphoproteomic analysis revealed that 5-HT2A receptor stimulation by hallucinogenic and non hallucinogenic agonists induces different phosphorylation patterns that might underlie their distinct behavioural responses. It also provides one of the first demonstrations of differential phosphorylation of a G protein-coupled receptor upon stimulation by biased agonists

L'insuffisance cardiaque est une maladie circulatoire qui implique la mise en jeu de systèmes d'adaptation neuro-hormonaux participant au remodelage ventriculaire et à l'entretien de la dysfonction cardiaque. La sérotonine plasmatique et plaquettaire est augmentée chez des patients en insuffisance cardiaque, ce qui suggère une participation de cette neuro-hormone dans le remodelage ventriculaire. L'objectif de ce travail a été de préciser par une approche in vivo le rôle de la sérotonine et de son récepteur 5-HT2A sur le remodelage ventriculaire, étape déterminante de l'insuffisance cardiaque. Dans une première partie, nous nous sommes intéressés au phénotype cardiaque de souris génétiquement déficientes pour la monoamine oxydase - A (MAO-A, enzyme de dégradation de la sérotonine) qui présentent des taux élevés de sérotonine circulante. Dans cette étude nous démontrons que les souris KO MAO-A soumises à une sténose aortique présentent une augmentation des taux myocardiques de sérotonine et une exacerbation de la réponse hypertrophique sans dysfonction ventriculaire. Cette réponse hypertrophique exacerbée, ainsi que les stigmates histologiques et biologiques moléculaires qui accompagnent le remodelage ventriculaire, sont prévenus par l'administration d'un antagoniste sélectif du récepteur 5-HT2A de la sérotonine. Dans une deuxième partie, nous nous sommes intéressés au rôle du récepteur 5- HT2A dans la phase de transition entre hypertrophie concentrique compensatrice et hypertrophie excentrique avec dysfonction ventriculaire, après sténose aortique, chez des souris sauvages C57/Bl6. Dans cette étude, nous montrons que l'inhibition sélective du récepteur 5-HT2A par le M100907 prévient l'apparition d'une hypertrophie concentrique après sténose aortique mais précipite l'évolution vers l'insuffisance cardiaque. Ces données suggèrent que le récepteur 5-HT2A pourrait exercer un effet protecteur au cours de la surcharge barométrique en favorisant l'hypertrophie compensatrice et en prévenant la dysfonction ventriculaire. En se basant sur les résultats précédents, nous avons développé un essai clinique visant à mesurer la corrélation entre les niveaux circulants de sérotonine et la réponse hypertrophique du myocarde au cours du rétrécissement aortique serré chez l'homme. Cette étude est financée par la région Midi-Pyrénées. Nos travaux démontrent que la sérotonine, via son récepteur 5-HT2A, participe au remodelage ventriculaire au cours de la surcharge barométrique en favorisant l'hypertrophie myocardique compensatrice
Heart failure is a systemic disease involving neuro-hormonal adaptive systems that participate to ventricular remodeling and maintain cardiac dysfunction. Plasmatic and platelets serotonin are increased in patients with heart failure suggesting a role during ventricular remodeling. The aim of this work was to specify in vivo the role of serotonin and its receptor 5-HT2A during ventricular remodeling that is a determinant step of heart failure. In a first part, we studied the cardiac phenotype of mice knock-out for monoamine oxidase – A (MAO – A, serotonin degradation enzyme) which display elevated circulating levels of serotonin. With this study, we showed that mice knock-out for MAO – A display elevated intramyocardial serotonins levels with exacerbated hypertrophic response without myocardial dysfunction. This increased hypertrophic response and the histological and molecular signs of ventricular remodeling are prevented by selective 5-HT2A receptor antagonist administration. In a second part, we explored the role of the 5-HT2A receptor during the transition phase between adapted concentric hypertrophic response and non-adapted eccentric hypertrophic response with ventricular dysfunction after aortic banding in C57/Bl6 wild type mice. In this study, we showed that selective 5-HT2A receptor antagonist M100907 administration prevents concentric hypertrophic response after aortic banding but precipitates evolution to heart failure. These results suggest that 5-HT2A receptor could have a protecting effect during pressure overload by favoring adapted hypertrophy and preventing from ventricular dysfunction. From these results, we designed a clinical trial, funded by Conseil Régional Midi-Pyrénées, aim to assess correlation between serotonin circulating levels and myocardial hypertrophic response during aortic stenosis in human. Findings show that the serotonin and its 5-HT2A receptor participate to ventricular remodeling during pressure overload by favoring adapted myocardial hypertrophic response

Les anti-rétroviraux (2’,3’-dideoxycytidine, ddC), et les anti-cancéreux (vincristine) peuvent induire des douleurs neuropathiques périphériques (DNP). Nous avons fait l’hypothèse, que le récepteur 5-HT2A (5-HT2AR) pourrait jouer un rôle au niveau périphérique et spinal dans deux modèles de DNP induite par la ddC ou par la vincristine chez le rat. Ces deux modèles présentent une augmentation du nombre de neurones nociceptifs primaires (NNP) exprimant le 5-HT2AR, de l’expression du 5-HT2AR dans toutes les couches de la corne dorsale de la moelle épinière et notamment dans les couches I et II où le nombre de terminaisons axonales immunoréactives et l’expression du 5-HT2AR dans les neurones spinaux est augmentés. L’injection épidurale au niveau lombaire d’un antagoniste 5-HT2AR, diminue l’hypersensibilité mécanique induite par la ddC ou la vincristine. De même, les souris 5-HT2AR-/- ne développent pas d’hypersensibilité mécanique induite par ces traitements. Le 5-HT2AR joue un rôle pronociceptif dans les DNP induites par la ddC et la vincristine en étant impliqué dans une sensibilisation spécifique des NNP et dans une sensibilisation spinale massive.

Les protéines à domaines PDZ sont impliquées dans des interactions protéine-protéine (IPP) et participent aux transports de signaux impliqués dans de nombreuses pathologies (cancer, mucoviscidose, douleur,…). L’interruption de l’interaction entre la protéine à domaine PDZ, PSD-95, et le récepteur de la sérotonine, 5-HT2A, réduit l’hyperalgie mécanique sur un modèle expérimental de douleur neuropathique chez les rats. Afin de concevoir de nouveaux inhibiteurs de cette interaction, antalgiques potentiels, trois stratégies ont été développées au cours de ces travaux. Une première stratégie a consisté à réaliser une étude de relation structure-activité à partir d’un inhibiteur connu, qui nous a permis d’identifier des groupements pharmacophores et ainsi obtenir une nouvelle molécule possédant un noyau indolique, capable d’inhiber l’interaction entre PSD-95 et 5-HT2A et possédant un effet anti-hyperalgique chez le rat neuropathique. La deuxième stratégie a consisté à valider la méthode du fragment-based drug design aux protéines à domaines PDZ en réalisant la déconstruction d’un inhibiteur connu de l’interaction en plusieurs fragments qui ont été criblés par RMN HSQC 1H-15N. Une évaluation systématique par RMN de chaque couple de fragments, suivie d’une étude de modélisation moléculaire a ensuite permis de mettre en évidence trois nouvelles molécules qui ont été synthétisées et évaluées par RMN HSQC 1H-15N. La troisième stratégie a été une approche peptidomimétique à partir de l’extrémité C-terminale de 5-HT2A, qui a conduit à la synthèse d’un peptoïde capable d’interagir avec la protéine à domaine PDZ. Ces études nous permettent d’envisager le développement de nouveaux antalgiques soit issus de la synthèse organique soit issus de mimes de peptides
PDZ domains proteins are involved in protein-protein interaction (PPI) and participate in the transport of signals involved in numerous diseases (cancer, cystic fibrosis, pain, …). The disruption the interaction between the PDZ domains protein, PSD-95, and the serotonin receptor, 5-HT2A, reduces mechanical hyperalgesia in a rodent model of neuropathic pain in rats. To design new inhibitors as potential analgesics of this interaction, three strategies have been developed in this work. A first strategy was to conduct a study of structure-activity relationship from a known inhibitor, which allowed us to identify the pharmacophore groups and obtain a new molecule with an indole ring, capable of inhibiting the interaction between PSD-95 and 5-HT2A and possessing an anti-hyperalgesic effect on neuropathic rats. The second strategy was to validate the method of fragment-based drug design with PDZ domains proteins by deconstruction of a known inhibitor of the interaction in several fragments which were screened by NMR HSQC 1H-15N. Systematic evaluation by NMR of each pair of fragments, followed by molecular modeling study was then used to highlight three new molecules that were synthesized, and evaluated by NMR HSQC 1H-15N. The third strategy was a peptidomimetic approach from the C-terminal of 5-HT2A receptors, which led to the synthesis of a peptoid able to interact with the PDZ domain protein. These studies allow us to consider the development of new analgesics either from organic synthesis or from peptide mimetics

Les récepteurs 5-HT2 de la sérotonine sont des récepteurs couplés aux protéines G (RCPG) de séquences proches, activant des voies de signalisation communes, mais aussi des voies plus spécifiques. Les récepteurs 5-HT2 expriment au niveau de leur extrémité C-terminale un motif de liaison des domaines d'interaction protéine-protéine PDZ (PSD-95 / Dlg / ZO-1). Grâce à une approche protéomique combinant des expériences de chromatographies d'affinité et la spectrométrie de masse, nous avons démontré que les récepteurs 5-HT2A et 5-HT2C recrutaient des ensemble de protéines à domaines PDZ spécifiques. La spécificité de ces interactions implique des résidus du motif ligand PDZ canonique, mais aussi des résidus localisés en amont. Dans des systèmes hétérologues, nous avons montré que les protéines à domaines PDZ exerçaient des effets différentiels sur la désensibilisation de la réponse calcique induite par le récepteur 5-HT2C et que ceux-ci étaient corrélés à leur effet sur l'internalisation du récepteur. Enfin, les protéines à domaines PDZ exercent un effet global inhibiteur sur la désensibilisation du récepteur 5-HT2C dans les neurones.

La famille des protéines MTA (Metastasis Tumor Antigen) compte trois membres MTA1, 2 et 3 qui diffèrent au niveau de leur extrémité C-terminale, une région désorganisée. La région N-terminale est impliquée dans l’interaction avec le complexe corépresseur NuRD. NuRD est recruté par des facteurs de transcription au niveau de leurs gènes cibles pour réprimer la transcription. Les protéines HIC1 et BCL11 recrutent le complexe NuRD via les protéines MTA afin de réprimer leurs gènes cibles.Au cours de ma thèse, je me suis intéressée aux modalités d’interactions entre les protéines HIC1 et BCL11 interagissant toutes deux avec l’extrémité C-terminale des protéines MTA. Dans ce cadre, nous avons montré que l’interaction HIC1-BCL11 ne semble pas jouer un rôle direct dans la régulation synergique de gènes cibles communs. Ensuite, nous avons montré que les protéines BCL11 interagissent avec les trois protéines MTA via leur motif N-terminal conservé MSRRKQ pour recruter différents complexes NuRD. De plus, la phosphorylation de la Sérine 2 de BCL11B médiée par PKC (Protein Kinase C) lors de l’activation des lymphocytes T CD4+, régule son activité de facteur de transcription. De plus, nous avons identifié CXCL12/SDF1 comme nouveau gène cible de HIC1 dans les lymphocytes T CD4+. Cette chimiokine est le ligand commun aux récepteurs CXCR4 et CXCR7 impliqués dans la migration et le « homing » des cellules de l’immunité. Enfin, nous avons également identifié deux nouveaux gènes cibles de HIC1 : ApoER2 et VLDLR codant tous deux des récepteurs à la Reelin. Cette voie de signalisation est impliquée dans la migration des précurseurs neuronaux lors du développement du cervelet
MTA (Metastasis Tumor Antigen) proteins family is composed of three members: MTA1, 2 and 3 which differ in their C-terminus, a disorganized domain. The N-terminal region is involved in the interaction with the NuRD corepressor complex. NuRD is recruited by transcription factors at their target genes to repress transcription. HIC1 and BCL11 proteins recruit NuRD through interaction with MTA proteins to repress their target genes. In the first part of my work, we have deciphered the mechanisms of interactions between HIC1 and BCL11 proteins which both also interacted with MTA proteins. In this context, we showed that HIC1-BCL11 interaction does not allow the direct synergistic repression of common target genes. In the second part of my work, we showed that BCL11 proteins interact with the three MTA members via their conserved MSRRKQ motif to recruit NuRD complexes. Furthermore, we identified the PKC (Protein Kinase C)-mediated phosphorylation of BCL11B Serine 2 which regulates its transcription factor’s activity during activation of human CD4+ T lymphocytes. In fact, the phosphorylation of BCL11B Serine 2 allows the switch from a transcriptional repressor to an activator during TCR activation of human CD4+ T cells. In parallel to this work, we identified SDF1 as a new direct target gene of HIC1 in these cells. The SDF1 chemokine is the common ligand for chemokine receptors CXCR4 and CXCR7 involved in the migration and in the homing of immune cells. In addition, we also identified two other new direct target genes of HIC1: ApoER2 and VLDLR encoding both receptors for Reelin. This signaling pathway is involved in the migration of neuronal precursors during cerebellar development

Le glucagon est un regulateur essentiel de l'homeostasie du glucose. Il agit sur ses tissus cibles par interaction avec un recepteur specifique. Alors que la region codante du gene du recepteur du glucagon (rg) etait sequencee dans plusieurs especes, les regions regulatrices du gene n'etaient pas connues. Les travaux presentes dans cette these avaient pour objectif l'etude de l'organisation des regions 5 du gene des rg de souris et de rat, et la recherche d'elements cis-regulateurs de la transcription. Nous avons decouvert, dans le gene de souris, un exon non codant situe 3,8 kb en amont du codon de debut de la traduction et caracterise un second promoteur a proximite de cet exon. Nous avons montre que les regions regulatrices du gene des rg de souris et de rat sont fortement homologues et ne possedent pas de boites tata ou caat mais un groupe de 5 sites sp-1 impliques dans la transcription de ces genes. Nous avons demontre que le gene de souris possedait deux promoteurs fonctionnels. Dans la deuxieme partie, nous avons caracterise, dans le promoteur proximal du gene de souris, une sequence palindrome activatrice de la transcription et liant un facteur de transcription de nature inconnue. Dans le promoteur distal, nous avons demontre l'implication du second site sp-1 dans l'activation basale du gene et la liaison specifique de la proteine sp-3 sur ce site. Ces resultats constituent une base et fournissent des outils pour l'etude de la regulation de l'expression du gene du rg de souris par les facteurs metaboliques et hormonaux.

L'absence de solutions thérapeutiques satisfaisantes pour traiter les douleurs neuropathiques et notamment, la quasi-innefficacité des antidépresseurs inhibiteurs sélectifs de la recapture de la sérotonine (ISRS), a motivé ce travail. La physiopathologie des douleurs neuropathiques, le rôle joué par la sérotonine (5-HT) dans le contrôle de l'information douloureuse et l'implication des protéines à domaines PDZ dans ce contexte douloureux ont été rappelés dans la revue bibliographique. L'importance de la mise en jeu du récepteur 5-HT2A dans le mécanisme d'action analgésique des antidépresseurs a été soulignée, et l'hypothèse selon laquelle une altération fonctionnelle de ce récepteur contribuerait à l'étiologie de la douleur neuropathique diabétique et à l'efficacité limitée des ISRS dans ce contexte, proposée. Dans ce travail il a été mis en évidence une diminution de la sensibilité à la sérotonine et à l'α-méthyl-5-HT (agoniste du récepteur 5-HT2A) dans un modèle de neuropathie diabétique induite par la streptozocine chez le rat. La mesure de l'expression des récepteurs 5-HT2A spinaux, (western-blot, RT-PCR, immunohistochimie) a montré une diminution importante de la quantité de ces récepteurs, chez le rat diabétique hyperalgique. Cette diminution de récepteurs peut contribuer, en partie au moins, à l'hyperalgie mécanique observée dans ce contexte douloureux mais ne suffit pas à expliquer l'absence d'effet de l'agoniste 5-HT2A. 5 protéines PDZ partenaires du récepteur 5-HT2A ont été identifiées dans la mœlle épinière de rat. Une augmentation des protéines PSD-95 et SAP97 a été mise en évidence chez le rat diabétique hyperalgique. L'interruption de l'interaction récepteur 5-HT2A / protéines PDZ par un peptide mimant l'extrémité C-terminale du récepteur 5-HT2A (2A-SCV-Ct) fusionné domaine de transduction de la protéine Tat du VIH, a révélé l'effet anti-hyperalgique de la 5-HT chez le rat diabétique. Ainsi, il a été montré que la baisse quantitative en récepteurs 5-HT2A et l'augmentation de 2 protéines PDZ, sont 2 mécanismes impliqués dans les anomalies de la nociception chez le rat diabétique. Les effets stimulants du peptide mimétique sur la signalisation calcique induite par la 5-HT via l'activation des récepteurs 5-HT2A ont été démontrés in vitro. Enfin, le peptide TAT-5-HT2ASCV-Ct potentialise anti-hyperalgique de la fluoxétine (administration répétée) et révèle l'activité antinociceptive de l'association fluoxétine + antagoniste 5-HT1A sur la douleur neuropathique. Alors que le peptide TAT-5-HT2ASCV est dépourvu d'effet sur la nociception chez le rat sain, la triple association fluoxétine (administration unique ou répétée) + antagoniste 5-HT1A + peptide TAT-5-HT2A-SCV-Ct produit une analgésie de très grande amplitude. Il a été conclu que la neuropathie diabétique entraîne une augmentation de la quantité de protéines PSD-95 et SAP97 associées au récepteurs 5-HT2A dans la mœlle épinière pouvant conduire à une désorganisation du réseau de protéines PDZ interagissant avec le récepteur 5-HT2A apportant un substratum moléculaire à l'hyposensibilité des récepteurs 5-HT2A résiduels, et à l'efficacité limitée des ISRS dans la neuropathie diabétique douloureuse. La comparaison des résultats obtenus dans les modèles de douleur neuropathique et de douleur inflammatoire montre un avantage des effets du peptide mimétique en termes d'efficacité et de puissance analgésique sur la douleur neuropathique. L'ensemble de ces travaux devraient contribuer à une meilleure compréhension de la physiopathologie des douleurs neuropathiques et inflammatoires et des mécanismes sous-tendant la moindre sensibilité aux ISRS dans différents contextes douloureux, afin d'améliorer les thérapeutiques existantes et de proposer des stratégies innovantes.

La spasticité et la douleur neuropathique sont deux symptômes apparaissant fréquemment après une lésion médullaire. La spasticité est définie comme une augmentation du tonus musculaire qui provoque des contractures, tandis que la douleur neuropathique se caractérise par des sensations douloureuses survenant suite à une lésion du système nerveux.Ces deux symptômes résultent en partie d’une désinhibition des réseaux neuronaux sous-lésionnels lié à une diminution de l’expression du cotransporteur potassium-chlorure type 2 (KCC2). Pour être efficace,l’inhibition nécessite l’action de cette protéine qui extrait les ions chlorure des neurones.L’objectif de la présente thèse est donc d’identifier des médicaments capables d’activer KCC2 afin de restaurer l’inhibition dans le but de traiter la spasticité et la douleur neuropathique.Dans un premier temps, nos résultats ont montré que l’activation de récepteurs sérotoninergiques 5-HT2A avec le TCB-2 rétablit l’expression de KCC2 dans la corne dorsale après une lésion médullaire ou névrectomie. Or le TCB-2 réduit seulement la douleur neuropathique après la lésion spinale.Par la suite, nous avons identifié la prochlorperazine comme une molécule augmentant l’activité de KCC2. Si la prochlorperazine est efficace contre la spasticité, elle a néanmoins un effet plus modeste envers l’allodynie mécanique suite à une lésion médullaire.Enfin, nous avons démontré que la diminution de KCC2,ainsi que l’hyperexcitabilité des motoneurones suite à la lésion, dépendent de l’activation des calpaïnes.Cette thèse valide KCC2 comme une cible thérapeutique dans le traitement de la spasticité et la douleur neuropathique suite à une lésion médullaire
Spasticity and neuropathic pain are two symptoms that arise frequently after a spinal cord injury. Spasticity is defined as an increase of the muscle tone contributing to cramps, whereas neuropathic pain consists of painful responses caused by a damaged nervous system. Both symptoms arise, in part, due to a loss of inhibition in the sublesional neural networks, linked to a downregulation of the expression of potassium-chloride cotransporter type 2 (KCC2). For inhibition to be efficient, the action of this protein, which extrudes chloride ions from neurons, is needed.The objective of this thesis is, therefore, to identify drugs capable of activating KCC2 to recover inhibition with the objective of treating spasticity and neuropathic pain.First, our results have proven that the activation of serotonin receptors 5-HT2A with TCB-2 restores KCC2 expression in the dorsal horn after a spinal cord or peripheral nerve injury. However, TCB-2 reduces neuropathic pain after a spinal cord injury exclusively.In the next stage of the work, we have identified prochlorperazine as an enhancer of KCC2 activity. Prochlorperazine is efficient against spasticity, although it only showed a modest reduction of mechanical hyperalgesia in animals with a spinal cord injury.Lastly, we have proven that KCC2 downregulation and motoneuron hyperexcitability after a spinal cord injury depend on the overactivation of calpains.This thesis validates KCC2 as a druggable target to treat spasticity and neuropathic pain after spinal cord injury

Les inhibiteurs sélectifs de recapture de la sérotonine (5-HT) (ISRS) bloquent directement le transporteur de la 5-HT (SERT) et stimulent indirectement de multiples auto- et hétérorécepteurs5-HT par l'augmentation de la concentration extracellulaire de 5-HT dans la fente synaptique. Cependant, le rôle des différents récepteurs ainsi que leur interaction dans les effets thérapeutiques des ISRS restent mal connus. Nous avons tenté de les identifier à l'aide de tests neurochimiques (microdialyse intracérébrale in vivo) et électrophysiologiques en utilisant une approche pharmacologique (utilisation de escitalopram, de ligands des récepteurs 5-HT1A/2A) et génétique (utilisation de souris knock-out [KO] SERT, 5-HT1A ou 5-HT2A). Les études neurochimiques et électrophysiologiques révèlent que les auto-(1A) et hétéro-(2A) récepteursagissent de concert pour maintenir une influence inhibitrice sur le système sérotoninergique, en particulier, en réponse au escitalopram : l'absence d'un récepteur est compensée par une régulation de l'autre. Enfin, les souris KO SERT constituent un nouveau modèle pour tester le mécanisme du escitalopram dans l'augmentation des concentrations de noradrénaline (NA).

Les cytopénies et pancytopénies régulièrement observées chez les individus infectés par les virus de l'immunodéficience humaine ou simienne suggèrent une atteinte centrale de l'hématopoïèse qui pourrait prendre part au déficit immunologique qui caractérise ces pathologies. Dans le modèle de l'infection expérimentale du macaque par le SIVmac251 nous montrons que l'atteinte clonogénique des progéniteurs CD34+, qui survient dès la primo-infection, est corrélée à une diminution des ARNm STAT5A et STATB. Ce défaut clonogénique des CSHs est complètement levé par une expression forcée de STAT5B. Nous montrons que la protéine virale Nef (HIV ou SIV) reproduit ex vivo l'atteinte clonogénique des cellules CD34+, que sa présence est nécessaire à l'altération de la clonogénicité des progéniteurs hématopoïétique in vivo et que cette action de la protéine Nef est dépendante du récepteur d'activation et de prolifération des peroxysomes gamma (PPAR-y). Ce travail apporte un nouvel éclairage sur le rôle primordial de la protéine Nef dans la pathologie des infections par le VIH ou le SIV et révèle un nouveau mécanisme de régulation de l'hématopoïèse précoce impliquant la voie de signalisation PPAR-y/STATS. Il ouvre des perspectives majeures sur l'utilisation thérapeutique de ligands de PPAR-y (antagonistes et agonistes) dans le cadre d'infections par le VIH ou le SIV mais également dans le domaine des hémopathies impliquant une dérégulation de STAT5. En ce sens, nous avons évalué le potentiel thérapeutique de l'activation de la voie de signalisation PPAR-y/STAT5 sur les CSLs associées à la maladie résiduelle de la LMC
Infection by HIV and SIV immunodeficiency virus induce multiple hematopoietic defects in Primates that reflect central hematopoietic disorders, which contribute to immunodeficiency in infected individuals. Here we show that CD34+ progenitor cells lost their clonogenic potential upon SIV infection, in parallel with down-regulation of STAT5A and STAT5B expression. This defect was entirely rescued by forced expression of STAT5B. We demonstrate that HIV/SIV Nef recapitulates SIV action on CD34+ progenitors ex vivo and is required for SIV action on hematopoietic progenitors in vivo. We further demonstrate that Nef activity strictly depends on thé presence of the peroxisome proliferator-activated receptor gamma (PPAR-y). Our findings extend the crucial role of Nef in HIV/SIV pathogenicity. They further reveal the pivotal role of PPAR-y/STAT5 pathway in regulating early hematopoiesis. They provide an avenue for exploration of the therapeutic benefits of PPAR-y antagonists in AIDS patients, and also of PPAR-y agonists in hematopoietic disorders. In this context, we particulary focused on therapeutic potential of PPAR-y/STAT5 pathway in Bcr/Abl leukemic stem cells