Auswahl der wissenschaftlichen Literatur zum Thema „Récepteur à l'adénosine“

La tolérance à l'ischémie se définit comme une réaction cérébrale adaptative rapide à un ou plusieurs épisodes d'ischémie et de reperfusion qui améliorent la tolérance à une ischémie ultérieure de longue durée. Les mécanismes moléculaires de cette tolérance à l'ischémie ne sont connus que de façon partielle. La cascade pathophysiologique peut être décrite comme divisée en induction, transduction et tolérance. Les récepteurs au N-methyl-D-aspartate (NMDA) et à l'adénosine et la conservation de l'énergie métabolique jouent un rôle dans la phase d'induction alors que les protéinases de transduction, les facteurs de transcription et les gènes de réponse immédiate sont actifs dans la phase de transduction. La tolérance est observée dans plusieurs fenêtres temporelles. Une phase précoce est observée quelques heures après le stimulus de préconditionnement et est générée par les récepteurs à l'adénosine et les canaux à potassium ATP dépendants. Cliniquement, il existe des indices que des attaques ischémiques transitoires offrent une protection contre une ischémie cérébrale transitoire ultérieure.

L’ATP est l’agoniste naturel du récepteur P2Y11. Ce nucléotide ne peut cependant pas être utilisé comme agent thérapeutique car, in vivo, il s’hydrolyse rapidement en ADP ou en AMP qui ne possèdent qu’une faible activité pour le récepteur. D’où l’intérêt de disposer d’analogues de synthèse moins sensibles à l’hydrolyse et possédant une affinité égale ou supérieure à celle de l’ATP.

Le premier objectif que nous nous sommes fixés au cours de notre thèse de doctorat fut de mettre au point un schéma de synthèse permettant d’obtenir des analogues de l’adénosine-5’-triphosphate [1] portant un motif thioalkyle ou thioaryle en position 2 de la base ainsi qu’un groupement dichlorométhylène entre les phosphores b et g &
Doctorat en Sciences
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Les études épidémiologiques faites chez l'homme soulignent l'importance du sel dans l'hypertension artérielle (HTA). L'origine génétique de la sensibilité au sel est renforcée par la sélection de modèles animaux développant ou non une HTA lors d'une surcharge alimentaire en sel. Dans le rein, l'excrétion du sodium et de l'eau est sous contrôle des récepteurs α2-adrénergiques et en conséquence, ces récepteurs divisés en une famille aux caractéristiques pharmacologiques distinctes jouent donc un rôle prépondérant dans le maintien de la pression artérielle. De plus les différents travaux réalisés sur les modèles animaux d'HTA ont souligné l'importance des androgènes et plus particulièrement de la testostérone dans la génèse de l'hypertension artérielle, mais aussi dans la variation de certaines caractéristiques fonctionnelles et structurales du rein. En utilisant le rat Sabra, un modèle génétique d'HTA induite par le sel, nous avons étudié dans le rein, l'expression génique des différents sous-types de récepteurs α2-adrénergiques et les conséquences au niveau de leur distribution. Nous avons évalué ensuite l'importance des hormones sexuelles et plus particulièrement de la testostérone dans cette forme d'HTA et leur impact dans le rein au niveau des récepteurs aradrénergiques. Cette étude nous permet de montrer : I. Chez le rat Sabra sensible au sel (SBH), seule l'isoforme α2B-adrénergique est présente dans le rein alors que les récepteurs α2A et α2B sont retrouvés chez le SBN résistant au sel. Si la haute densité en récepteurs α2B-adrénergiques participe ou est impliquée dans le phénotype hypertensif, sa surexpression qui est aussi observée chez le SBN lors de la surcharge en sel suggère que ce n'est pas le facteur exclusif à favoriser l'HTA du rat SBH. Il est en fait évident, que l'absence du sous-type α2A-adrénergique chez le SBH peut être responsable de la perte de certaines fonctions rénales dépendantes de ces récepteurs, prédisposant cette souche de rat à la sensibilité au sel. Au contraire, la présence de ce sous­type chez le rat SB, et sa surexpression lors de la surcharge en sel, peut protéger cet animal contre le développement de l'hypertension induite par le sel. II. La gonadectomie protège le rat SBH de l'HTA induite par la surcharge en sel alors que, l'apport exogène en testostérone restaure cette susceptibilité. Dans le rein, l'expression génique et la distribution en récepteurs α2-adrénergiques sont différemment influencées par les androgènes. Ainsi donc, la testostérone est indispensable à favoriser une haute densité et une surexpression des récepteurs α2B-adrénergiques lors de la surcharge en sel. A l'inverse, chez ce rat SBH, la présence de testostérone réprime l'expression de l'isoforme α2 A-adrénergique. La présence rénale du récepteur α2A­ adrénergique qui est associée à l'absence d'HTA du rat SBH gonadectomisé lors de la surcharge en sel, renforce ainsi donc le rôle potentiel de ce sous-type à favoriser un état de résistance au développement de l'hypertension dépendante du sel. Cet état est dépendant des androgènes. En conclusion, ces résultats renforcent le rôle potentiel que jouent les différentes isoformes des récepteurs α2-adrénergiques dans le développement de l'HTA dépendante du sel. Ces isoformes qui ont des actions contraires au niveau de la pression artérielle sont de plus modulées d'une façon opposée par la testostérone. Ces résultats soulignent l'importance de la testostérone, et principalement en termes de sensibilité ou de résistance au sel, dans la pathophysiologie de l'hypertension artérielle.

L’adénosine (ADO) est un nucléoside ubiquitaire issu de l’ATP et du cycle de la méthionine. Via les récepteurs A1 (A1R), elle favorise la fibrillation atriale (FA). Via les récepteurs A2A (A2AR), elle induit une dilatation coronaire. L’ADO est donc un intermédiaire métabolique et un neurotransmetteur du système cardiovasculaire.La 1ère étude montre que, chez les patients coronariens, l’ADO est corrélée à l’homocystéine (Hcy) et l’uricémie. De plus, l’ADO et l’Hcy sont corrélées au score évaluant l’étendue de l’athérosclérose (score SYNTAX). Enfin, sur un modèle d’hépatocyte, l’ADO induit la production d’Hcy selon un effet dose et un effet temps. L’hyperadénosinémie semble ainsi participer à l’augmentation de l’homocystéinémie et de l’uricémie. Ces données apportent un nouvel éclairage sur la physiopathologie de la maladie coronarienne.Dans le 2nd travail, l’ADO augmente significativement uniquement chez les patients coronariens à test d’effort positif. De plus, leur expression des A2AR est plus faible que les patients à test négatif. Ainsi, la faible expression A2AR chez les coronariens à test d’effort positif participe au défaut d’adaptation coronaire durant le test. Un faible niveau d’A2AR pourrait être alors un biomarqueur de coronaropathie.Dans la 3ème étude, les patients avec FA sans cardiopathie sous-jacente ont une adénosinémie normale et une surexpression des A2AR. Sachant que l’ADO peut favoriser la FA, la surexpression des A2AR pourrait donc participer au déclenchement de FA en augmentant la sensibilité à l’adénosine.En conclusion, les médicaments modulant le système adénosinergique pourraient être utiles au traitement de la coronaropathie ou de la FA
Adenosine (ADO) is an ubiquitous nucleoside that comes from ATP and from the methionine cycle. Via A1 receptors (A1R), it promotes atrial fibrillation (AF). Via A2A receptors (A2AR), it leads to coronary vasodilatation. Thus, adenosine is a metabolic intermediate and a neurotransmitter of the cardiovascular system.The first study showed that adenosine plasma level (APL) is correlated with homocystein (Hcy) and uric acid in coronary artery disease (CAD) patients. Furthermore, APL and Hcy are correlated with the SYNTAX score which evaluate CAD severity. Finally, in cellulo, ADO induced a dose and time dependant increase of HCY production by human hepatocytes. We concluded that high APL may participate into the high HCY and uric acid levels. These data bring new highlight on the physiopathology of CAD.In the second work, APL increased significantly only in patients with positive exercise stress testing (EST). Furthermore, A2AR expression was lower in positive EST patients compared with those with negative EST. Then, we concluded that the low expression of A2AR in CAD patients with positive EST, participates in the lack of adaptive response (coronary vasodilatation) to the EST. This result suggests that low A2AR expression may be a biological marker of CAD.In the third study, patients with AF and no structural heart disease have a normal APL but an increase in A2AR expression. Because adenosine promotes AF, we concluded that high A2AR expression may participate into the triggering of AF by increasing the sensitivity to adenosine.In conclusion, drugs that modulate the purinergic system should be useful tools for the treatment of CAD or AF

L’adénosine est un nucléoside ubiquitaire qui exerce un contrôle puissant sur les systèmes nerveux,immunitaire et cardiovasculaire par l’intermédiaire de quatre récepteurs membranaires : A1R, A2AR, A2BR etA3R. L’étude des récepteurs de l’adénosine est nécessaire à la compréhension de physio‐pathologieshumaines non encore élucidées. Pour étudier l’expression des A2AR, nous avons, dans une première étude,produit un anticorps monoclonal, appelé Adonis, d’isotype IgM, . Adonis reconnait un épitope linéaire desept acides aminés sur la partie C‐terminale de la seconde boucle extra‐cellulaire de l’A2AR humain. Adonisrévèle, par Western blotting sur lysats cellulaires, une bande de 45 KDa, correspondant à l’A2AR. Adonis secomporte comme un « agonist‐like » en augmentant la production d’AMPc et en inhibant la proliférationcellulaire via la stimulation des A2AR. Dans une deuxième étude, nous avons utilisé Adonis pour montrerque l’expression des A2AR de cellules mononucléées, qui mime celle des tissus cardiaques, permet dedifférencier certains patients souffrant de syncope neurocardiogénique. Nous avons monté dans unetroisième étude, qu’Adonis induit une « down‐régulation » de l’expression des co‐récepteurs CXCR4 etCCR5 des cellules T via la stimulation des A2AR, et qu’à ce titre il pouvait être un outil thérapeutique dans lesinfections par HIV. Dans une quatrième étude, nous avons évalué les effets anti‐nociceptifs d’Adonis qui,administré par voie intra‐cérébro‐ventriculaire, augmente de manière dose‐dépendante les latencesobtenues avec le test du Hot‐plate et du Tail‐flick chez la souris. Ces effets sont renversés par deuxantagonistes des A2AR mais aussi par un antagoniste des récepteurs aux opioïdes. Ceci suggère que leseffets anti‐nociceptifs d’Adonis sont médiés par la libération d’opioïdes endogènes. En marge de sesétudes, nous avons également testé les propriétés biologiques de nouveaux ligands des A1R dans le cadred’une collaboration entre chimistes et biologistes. Ainsi, nous montrons, dans une cinquième étude, queparmi la trentaine de molécules synthétisées, quatre sont des antagonistes et deux autres des agonistesavec un EC50 de l’ordre du micromolaire pour la production d’AMPc. De tels agonistes des A1R pourraientêtre utiles dans le traitement des douleurs neuropathiques, tandis que les antagonistes le seraient dansl’insuffisance cardiaque ou utilisés comme diurétique. Enfin dans une sixième étude, nous avons testé unemolécule originale, puisque bivalente, possédant un pôle d’activité pour les récepteurs aux opioïdes μ et unautre pour les A1R. Cette molécule est un antagoniste pour les deux récepteurs. Elle pourrait avoir desapplications cliniques dans certaines pathologies comme le choc hypovolémique ou le sevrage aux opiacés
Adenosine interacts on its cell surface receptors, namely A1R, A2AR, A2BR and A3R, to exertphysiological effects on target tissues. Modulation of these adenosine receptors appears to be a currenttopic of research which may bring more comprehensions on human pathophysiology yet to be elucidated.In order to study A2AR expression, we produced, in study 1, a monoclonal antibody anti‐human A2AR, calledAdonis being of IgM, isotype. Adonis recognized a linear epitope of seven amino acids on the C‐terminalpart of the A2AR second extra‐cellular loop. By Western blotting, Adonis reveals a 45 KDa band of A2AR incell lysates. Adonis behaves as an agonist‐like which increases the cAMP production and inhibits cellproliferation through A2AR stimulation. In study 2, we showed that using Adonis, to measure the A2ARexpression of peripheral blood mononuclear cells which mimic those of the cardiac tissue, was able todifferentiate some patients with suspected neurally mediated syncope. We showed, in study 3, that A2ARstimulation by Adonis leads to a down‐regulation of CXCR4 and CCR5 expression on T‐cells, suggesting thatAdonis would be a potential drug to treat HIV infections. In study 4, we showed that intracereboventricularinjection of Adonis increased the Hot‐plate and Tail‐flick test latencies in mice in a dose‐dependent manner.Such increases were prevented by two A2AR antagonists and by an opiate receptor antagonist, suggestingthat the anti‐nociceptive effects of Adonis were mediated, at least in part, by endogenous opioid liberation.The last section focused on biological evaluation of new A1R ligands in collaborative studies betweenchemists and biologists. Indeed we showed, in study 5, that among thirty synthesized molecules, four act asA1R antagonists and two turn out to be A1R agonists with a micromolar EC50 on cAMP production. ThoseA1R agonists would be used in neuropathic pains, whereas other antagonists could be used in cardiacfailure or as diuretic. Finally, in study 6, we tested an original hybrid molecule which was revealed to be abivalent antagonist to μ opiate receptors and A1R. This hybrid compound may have applications in somepathologies such as hypovolemic shock and opiate addiction

Les adipocytes humains et de hamster possedent des recepteurs adrenergiques stimulant (beta) et inhibant (alpha#2) la lipolyse. Pourtant, in vitro, l'adrenaline stimule la lipolyse chez le hamster et l'inhibe dans l'espece humaine. L'affinite de l'adrenaline pour ses recepteurs alpha#2 et beta a donc ete determinee dans les deux especes. Cette determination a necessite l'utilisation d'un nouveau radioligand alpha#2-adrenergique le #3hrx821002. Les valeurs obtenues montrent que l'orientation de la reponse lipolytique ou antilipolytique de l'adrenaline ne depend pas de l'affinite de l'adrenaline pour ses deux recepteurs antagonistes. L'adenosine, un des agents antilipolytiques les plus puissants in vitro, exerce ses effets via un recepteur a1. Pour comprendre le role de ce recepteur, sa distribution et son couplage aux proteines g1 ont ete compares a ceux du recepteur alpha#2-adrenergique. La distribution du recepteur a1 dans les differents tissus adipeux humains est tres homogene a l'exception du tissu adipeux pericolique, deux fois plus riche en recepteurs a1 que les autres tissus etudies (gluteal, abdominal, mammaire et omental). La liaison des agonistes a1 est par ailleurs peu sensible aux nucleotides guanyliques. Cette particularite de couplage a ete confirmee chez le hamster par des procedes similaires et par l'emploi de la toxine de bordetella pertussis. La regulation du recepteur a1 a ensuite ete etudiee chez le hamster en evaluant l'impact d'une consommation chronique de cafeine (antagoniste a1) et d'une incubation prolongee in vitro des adipocytes en presence de pia (agoniste a1). Le premier traitement a entraine une augmentation des quantites de recepteurs a1 et de proteines g1 sans affecter les recepteurs alpha#2-adrenergiques. Le deuxieme traitement, limite a 48h a entraine une rarefaction des proteine gi dont la seule consequence fut une diminution du nombre de recepteurs alpha#2-adrenergiques liant la 3hclonidine (agoniste). L'activation du recepteur a1 est donc capable d'induire une desensibilisation heterologue du recepteur alpha#2-adrenergique alors que son blocage entraine une augmentation des sites a1

L'adénosine exerce une variété d'effets biologiques sur de nombreux types cellulaires, mais est fréquemment associée à ses effets immunosuppresseurs et anti-inflammatoires sur les leucocytes. Il existe quatre sous-types de récepteurs d'adénosine distincts, A1, A2a, A2b et A3 médiant les effets de ce nucléoside. Le facteur activateur de plaquettes (PAF) est un puissant médiateur lipidique des réactions allergiques et inflammatoires ainsi qu'un modulateur de la réponse immune.L'expression du récepteur du PAF humain (hPAF-R) peut être modulée par divers composés (IFN-[gamma], AMPc, TGF[bêta], PMA, TNF[alpha], etc). Dans cet exposé, nous présenterons nos études sur la modulation de l'expression du hPAF-R dans les neutrophiles par l'interaction d'agonistes et antagonistes des récepteurs d'adénosine. Nous tenterons d'élucider les mécanismes d'action et de régulation du PAF-R via les récepteurs d'adénosine. Pour ce faire, nous avons isolé des neutrophiles du sang humain, nous avons utilisé des techniques de buvardage Northern pour évaluer l'expression de l'ARNm du PAF-R et de cytofluorométrie pour l'expression protéique du hPAF-R. Le 2-chloroadénosine (2-CADO), un analogue d'adénosine, a une concentration de 100 [mu]M, a induit une baisse de 60% de l'expression de l'ARNm du PAF-R après 3 h de stimulation. Il n'a pas eu d'effet sur la demi-vie de l'ARNm du PAF-R suggérant un effet transcriptionnel. Les neutrophiles traités au 2-CADO pendant 24 h ont montré une diminution de 50 % de leur expression du PAF-R par marquage avec l'anticorps monoclonal anti-PAF-R. Nos travaux suggèrent que les neutrophiles humains sont sensibles aux actions des agonistes des récepteurs d'adénosine, ce qui peut jouer un rôle dans la modulation de la réaction inflammatoire en affectant l'expression des récepteurs des médiateurs inflammatoires.

Les ganglions de la base forment un réseau neuronal mettant en jeu une circuiterie complexe et jouant un rôle essentiel dans la régulation des fonctions motrices, dans différentes formes d'apprentissage sensorimoteur, ainsi que dans les processus motivationnels. Cette régulation met en jeu une boucle cortico-striato-thalamo-corticale dans laquelle le striatum tient une position centrale en étant la principale structure d’entrée de ce réseau. Il joue le rôle de filtre en intégrant et traitant l’ensemble des informations qui y parviennent. Ce réseau neuronal complexe peut être altéré par différentes pathologies humaines (maladie de Parkinson, schizophrénie, chorée de Huntington, addiction aux drogues, …) qui résultent d’une perturbation ou d’une lésion au niveau d’une ou plusieurs structures composant le système des ganglions de la base.

Le striatum, premier relais du système des ganglions de la base, reçoit deux afférences principales :les voies dopaminergique nigro-striatale et glutamatergique cortico-striatale. En plus de ces deux afférences majeures, l’adénosine, par son action sur ses récepteurs, joue de nombreux rôles de régulation dans ce système. Ainsi, l’activité neuronale des neurones épineux moyens du striatum est modulée par les récepteurs de la dopamine qui sont en étroites interactions avec les récepteurs de l’adénosine. Bien que la signalisation de la dopamine et de l’adénosine ait été l’objet de nombreuses attentions, les mécanismes impliqués dans la régulation, par les récepteurs D2 de la dopamine et A2A de l’adénosine, dans le contrôle du potentiel membranaire et de l’excitabilité intrinsèque des neurones épineux moyens du striatum et leurs conséquences sur cette excitabilité en cas de déplétion en dopamine (mimant la maladie de Parkinson) restent encore très méconnues.

Dans ce travail de thèse, nous avons donc tenté d’élucider les mécanismes de régulation des récepteurs D2 et A2A et leurs interactions dans la modulation de la transition du potentiel membranaire et de l’excitabilité intrinsèque des neurones striataux, ainsi que les conséquences d’une déplétion en dopamine sur cette excitabilité neuronale.

Dans le premier travail de thèse, sur un modèle in vitro de transition du potentiel membranaire et par l’utilisation de peptides compétitifs, nous avons montré que les récepteurs D2 et A2A régulent le plateau de dépolarisation du potentiel membranaire induit par le NMDA via un mécanisme d’interaction protéine-protéine intramembranaire. En effet, l’activation du récepteur D2 supprime la transition entre un potentiel membranaire hyperpolarisé, le « down-state » et un plateau de dépolarisation du potentiel membranaire, le « up-state » par la régulation de l’activité du canal calcique Cav1.3a interagissant avec la protéine d’ancrage Shank. L’activation du récepteur A2A per se n’a pas d’effet, mais il réverse totalement la modulation de la transition du potentiel membranaire par le récepteur D2 selon un mécanisme dans lequel l’hétéromérisation des récepteurs A2A-D2 est strictement nécessaire, démontrant ainsi un intérêt physiologique direct de ces hétéromères. Nos travaux démontrent que la transition du potentiel membranaire et la fréquence de décharge des potentiels d’action des neurones striataux sont étroitement contrôlées par les récepteurs D2 et A2A via des interactions spécifiques protéine-protéine impliquant une hétéromérisation des récepteurs A2A-D2.

Dans la seconde étude présentée dans cette thèse, nous avons mis en évidence une régulation antagoniste de l’excitabilité intrinsèque des neurones épineux moyens du striatum par les récepteurs D2 et A2A via des mécanismes impliquant la modulation d’une conductance potassique de type A (IA). Par ailleurs, nous avons montré qu’une déplétion en dopamine conduit à une augmentation de l’excitabilité intrinsèque de ces neurones via une diminution d’une conductance IA. Malgré une forte diminution des afférences synaptiques excitatrices déterminées par une diminution de la densité des épines dendritiques et une augmentation du courant minimal nécessaire pour induire un premier EPSP, l’augmentation de l’excitabilité intrinsèque induite par la déplétion en dopamine résulte en un renforcement de la réponse des synapses restantes, permettant aux neurones striataux de répondre à une stimulation en provenance des afférences excitatrices de manière similaire voire même, plus efficace que dans les conditions contrôles. De plus, cette augmentation de l’excitabilité intrinsèque via la régulation d’une conductance IA représente une forme de plasticité homéostatique permettant au neurone de compenser une perturbation de l’activité neuronale ou de la transmission synaptique et donc d’assurer une stabilité de son patron de décharge des potentiels d’action. Ces données montrent la capacité de cette homéostasie à maintenir la fréquence de décharge des neurones striataux dans une gamme fonctionnelle, et ce dans des conditions pathologiques, permettant de stabiliser l’activité neuronale dans un réseau altéré.

En conclusion, l’ensemble de ce travail de thèse a permis de mettre en évidence une interaction fonctionnelle des récepteurs D2 de la dopamine et A2A de l’adénosine dans la régulation du contrôle de l’excitabilité des neurones épineux moyens du striatum. Il a également permis d’établir l’existence d’un mécanisme de plasticité homéostasique intervenant dans ce système neuronal altéré, afin de maintenir une activité électrique fonctionnelle des neurones striataux.

Doctorat en sciences biomédicales
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