Rôles respectifs de l'axe hormone de croissance (GH) / insulin like growth factor-I (IGF-I) et de la somatostatine dans le développement de l'inflammation et de la fibrose glomérulaires

par Sophie Doublier

Thèse de doctorat en Endocrinologie et interactions cellulaires

Sous la direction de Laurent Baud.

Soutenue en 2000

à Paris 11 .

Le président du jury était Pierre Galanaud.

Le jury était composé de Pierre Galanaud, Yves Le Bouc, Jacques Epelbaum, Pierre Ronco, Diego Rodriguez-Puyol.

Les rapporteurs étaient Yves Le Bouc, Jacques Epelbaum.


  • Résumé

    L'hormone de croissance (GH) et la somatostatine interviennent de façon opposée dans l'inflammation aiguë et la fibrose, en particulier dans le rein. La GH participe au développement de la fibrose glomérulaire. Nous nous sommes posés deux questions : (1) ces effets profibrosants de la GH dépendent-ils de sa liaison au récepteur de la GH déjà identifié ?, (2) la GH agit-elle indépendamment de l 'IGF-1? Afin de rechercher si les effets profibrosants de la GH sur le glomérule sont médiés par la liaison de la GH au récepteur de la GH décrit, nous avons analysé les reins de souris invalidées pour le gène du récepteur de la GH/GHBP après induction d 'un diabète expérimental. Les souris invalidées pour le gène du récepteur de la GH/GHBP sont apparues protégées du développement de la fibrose glomérulaire associée au diabète. Par ailleurs, puisque les IGFBP modulent l'action des IGF, et par conséquent de la GH, nous aYons analysé la susceptibilité des souris transgéniques pour l'IGFBP-1 humaine à développer une fibrose glomérulaire. Les résultats attendus étaient que la surexpression de l'IGFBP-1 en limitant la biodisponibilité de l'IGF-1 pourrait lever le rétrocontrôle négatif exercé normalement par l'IGF-1 sur la sécrétion de GH, et ainsi favoriser le développement d'une fibrose glomérulaire. Nous avons effectivement observé l'accumulation d'un matériel fibreux dans le mésangium chez les souris transgéniques IGFBP-1 homozygotes âgées de 3 mois. Celle-ci était caractérisée par un excès de laminine et de collagène de type IV et l'apparition de collagène de type 1. Cette fibrose glomérulaire survenait en l'absence d'hypertrophie glomérulaire et d 'hypercellularité. Parce qu'une réduction du nombre de néphrons à la naissance peut être impliquée dans le développement d'une fibrose glomérulaire, nous avons ensuite vérifié l'impact de la surexpression de l'IGFBP-1 sur le développement rénal, en particulier sur le nombre de néphrons. Lorsque seul l'allèle paternel était exprimé chez les souris transgéniques, nous avons observé une réduction du nombre de néphrons d'environ 20%. Lorsque l'IGFBP-1 était exprimé chez la mère, et quel que soit le phénotype du fœtus (homozygote, hétérozygote ou non-transgénique), un retard de croissance intra-utérin survenait entraînant également une réduction néphronique d'environ 20%. Puisque certains groupes de souris dont le nombre de néphrons était réduit de 20% ne développaient pas de fibrose glomérulaire à l'âge adulte, ce déficit néphronique n'intervient pas dans le développement de la fibrose glomérulaire chez les souris transgéniques pour l'IGFBP-1. La somatostatine exerce un rôle anti-inflammatoire en partie en augmentant la réponse aux glucocorticoïdes. Afin de déterminer si cet effet est associé à une augmentation de l 'expression du récepteur des lucocorticoïdes (GR), nous avons étudié le rôle de la somatostatine sur la liaison des glucocorticoïdes aux cellules appartenant à la lignée macrophagique murine RAW 264. 7. Nous avons montré que la somatostatine augmentait la liaison des glucocorticoïdes de manière dépendante de la dose - la dose la plus efficace était de 10 nM - et du temps - une augmentation d'un facteur 2 était atteinte après 18 heures. La somatostatine augmentait le nombre de sites disponibles sans modifier l'affinité de GR pour les lucocorticoïdes. Cette augmentation n'était pas liée à une augmentation de l'expression de GR mais représentait une stabilisation de la protéine de choc thermique (Hsp) 90 associée à GR, qui le maintient dans une configuration lui conférant une forte affinité pour le ligand. La somatostatine stabilisait Hsp 90 en limitant l'activité calpaine. La somatostatine exerce ses effets en se liant à une famille de cinq récepteurs couplés aux protéines G (sst1 à sst5). Nous avons donc cherché à identifier les sous-types de récepteurs impliqués dans l'activité anti-inflammatoire de la somatostatine dans les macrophages. Par reverse transcriptase-polymerase chain reaction, les AlC - messagers des sous-types sst1, sst2 et sst3 étaient détectés dans les cellules RAW 264. 7. Des études de liaison sur des macrophages murins de souris invalidées pour le gène sst2 et de souris contrôles ont mis en évidence une liaison spécifique de la somatostatine qui n'impliquait pas le sous-type de récepteur de la somatostatine sst2.

  • Titre traduit

    Growth hormone (GH) and somatostatin participate in a opposite way in inflammatory reaction and fibrosis, especially in the kidney


  • Résumé

    GH plays a role in the development of glomerulosclerosis. We addressed two questions: (1) does GH-associated kidney damage depend on GH binding to the known GH receptor?, (2) does GH act independently of IGF-1? To investigate whether GH-associated kidney damage depends on GH binding to the known GH receptor, diabetes was induced in mice in which the gene for the GH receptor/binding protein had been disrupted (GHRIBP-KO mice). GHRIBP-KO mice ppeared to be protected from diabetes-induced glomerulosclerosis. In other respects, because IGF binding proteins (IGFBP) modulate IGF actions and, bence, GH secretion, we assessed whether mice transgenic for human IGFBP-1 have altered susceptibility to glomerulosclerosis. By reducing IGF-1 bioavailability, IGFBP-1 overexpression limits potentially the negative feedback exerted by circulating IGF-1 on GH secretion and, bence, may worsen GR-dependent glomerulosclerosis. We observed an expansion of extracellular matrix area in homozygous IGFBP-1 transgenic mice at 3 months of age. This was related to a marked increase in !aminin and type IV collagen and to the appearance of type 1 collagen. These changes were not associated with glomerular hypertrophy and hypercellularity. Because nephron reduction at birth can be involved in the development of glomerulosclerosis, we then investigated the impact of IGFBP-1 overexpression on renal development, in particular on the nephron number. When only patemal allele was expressed in the transgenic mice, we observed a 20% reduction in the nephron number. When IGFBP-1 was expressed in the mother, and whatever genotypesof the fetuses were (homozygous, heterozygous or non-transgenic), an intrauterine growth retardation was present in offspring, inducing a reduction in the nephron number to the same extent. As 20% nephron reduction occured in sorne groups of mice which did not develop glomerulosclerosis in adulthood, nephron reduction does not account for the development of glomerulosclerosis in mice transgenic for IGFBP-1. Somatostatin has anti-inflammatory actions, partly by increasing glucocorticoid responsiveness in target cells. To evaluate whether this effect is mediated by up-regulating GR expression, we studied the role of somatostatin on glucocorticoid binding and signaling in macrophage cellline RAW 264. 7. Somatostatin promoted a time- and dose-dependent increase in [3H] dexamethasone binding. Cell exposure to 10 nM somatostatin for 18 h promoted a 2-fold increase in the number of GR sites per cell without significant modification of the affinity. Analysis of GR heterocomplex components demonstrated that somatostatin increased the level of GR-associated heat shock protein (Hsp) 90, by limiting its calpain-dependent cleavage. Somatostatin exerts its function through binding to a family of five G protein-coupled receptors (sst1 to sst5). We then tried to identify somatostatin receptors involved in the anti-inflammatory activity of somatostatin in macrophages. By reverse transcriptase­ polymerase chain reaction, the mRNA for the receptor subtypes sst1, sst2 and sst3 could be detected in RAW 264. 7 macrophages. Binding assays on macrophages of mice in which the gene for the sst2 had been disrupted and of control mice showed a specifie somatostatin binding which did not involved sst2.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (281 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 234-272

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