Rôle des isoformes de phosphodiesterase des nucleotides cycliques dans le controle de l'activation des thymocytes de rat : Implication des mediateurs lipidiques
par Pascal Marcoz
Thèse de doctorat en Biochimie analythique
Sous la direction de Georges Nemoz.
Soutenue en 1994
à Lyon, INSA , dans le cadre de École Doctorale Interdisciplinaire Sciences-Santé. (Villeurbanne) , en partenariat avec LCB - Chimie Biologique (Lyon, INSA) (laboratoire) .
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Résumé
Dans notre laboratoire, il a été mis en évidence dans des thymocytes de rat stimulés par la concanavaline A (Con A), une activation précoce d'une isoforme phosphodiestérasique de type IV(PDE IV), de forte affinité pour l'AMPc. Cette activation précoce est probablement responsable du maintien d'un taux faible d'AMPc nécessaire à une réponse proliférative optimale. Ceci nous a incité à étudier la régulation et définir le rôle des diverses isoformes phosphodiestérasiques dans le contrôle de la prolifération des thymocytes de rat. Les PDE du cytosol thymocytaire ont été purifiées et nous avons pu mettre en évidence, en plus des isoformes II, III et IV précédemment caractérisées, et pour la première fois dans les lymphocytes, la présence d'une isoforme de type V spécifique du GMPc (GMPc-PDE). L'utilisalion d'inhibiteurs sélectifs de ces enzymes sur la prolifération de thymocytes en culture, a permis de mettre en évidence les implications différentes des isoformes dans le contrôle des taux de nucléotides cycliques et de montrer qu'une inhibition simultanée de plusieurs isoformes (ex: PDE III et IV) est nécessaire pour obtenir une inhibition maximale de la prolifération. D'autre part, les agents capables d'induire une hausse des taux intracellulaires de GMPc, soit en stimulant la guanylate cyclase soit en inhibant la PDE de type V, potentialisent l'effet du rolipram, un inhibiteur sélectif de la PDE de type IV, en inhibant La PDE III qui est une forme inhibable par le GMPc. En recherchant à définir le mécanisme de l'activation précoce des PDE thymocytaires sous l'effet de la Con A, nous avons pu proposer un modèle faisant intervenir l'acide phosphatidique qui est rapidement formé en réponse à la stimulation cellulaire, et qui est de plus en plus considéré comme un second messager à part entière. Dans notre modèle, il pourrait être responsable de la stimulation précoce des PDE et, à ce titre, constituer un effecteur positif de la réponse mitogénique.
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Titre traduit
= The role of cyclic nucleotide phosphodiesterase isoforms in the controle of rat thymocyte activation. Lipid mediator implication
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Résumé
Previous results of our laboratory have shown an early activation of cyclic nucleotide phosphodiesterase (PDE isoform IV, whit high affinity for cAMP) in rat thymocytes stimulated by concanavaline A. This early activation is most probably responsible for the low cAMP level, necesseray for an optimal proliferative response. The purpose of the present study is to further investigate the regulation of this enzyme system and evaluate the role the various PDE isoforms are playing in the controle of rat thymocyte proliferation. Cytosolic II, III and IV PDE isoforms were purified from rat thymocytes and for the first time, a new isoform of type V, specifically hydrolysing cGMP (cGMP-PDE) has been identified. The implication of different PDE isoforms in controlling cyclic nucleotide levels during thymocyte proliferation was demonstrated by use of selective inhibitors of these isoforms. Besides, we have shown that for optimal inhibition of the proliferation, a simultaneous ihnibition of several isoforms (PDE III and IV) is necessary. On the other side, agents elevating intracellular cGMP, enhance the effect of rolipram, a selective inhibitor for PDE IV, by lowering PDE III activity (a cGMP inhibited isoform). Intra cellular cGMP level can be increased either by stimulating guanylate cyclase or by inhibiting PDE V isoform. In order to explain the mechanism of the early PDE activation in Con A stimulated thymocytes, we propose a model implying an enhanced synthesis of phosphatidic acid, very early in proliferating process. In our model, this phospholipid is supposed to be responsible of the precocious PDE activation and, in this way, play the role of a positive effector of the mitogenic response.
