Caractérisation pharmacologique du récepteur β-3-adrénergique dans le système cardio-vasculaire

par Véronique Leblais

Thèse de doctorat en Pharmacologie

Sous la direction de Denis Escande.

Soutenue en 1999

à Paris 11 .

Le président du jury était Alain Berdeaux.

Le jury était composé de Alain Berdeaux, Stefano Marullo, Jane-Lise Samuel, Dominique Langin, Denis Escande, Chantal Gauthier-Erfanian.

Les rapporteurs étaient Stefano Marullo, Jane-Lise Samuel.

mots clés

• Signalisation intracellulaire
• Azote, monoxyde
• Canal chlore CFTR
• Appareil cardiovasculaire
• Myocarde
• Récepteurs bêta-adrénergiques
• Systole
• GMP cyclique

Résumé

L'expression fonctionnelle du récepteur β3-adrénergique dans le myocarde humain a récemment été décrite. La stimulation de ce récepteur provoque une diminution de la force de contraction, réponse opposée à celle de la stimulation β1- et β2-adrénergique. Cet effet inotrope négatif implique une protéine Guo sensible à la toxine pertussique (PTX). Nous avons montré que cet effet contractile résulte de l'activation d'une NO synthase (NOS) et de l'augmentation du taux de GMPc intracellulaire. Dans un système d'expression recombinant, nous avons identifié le premier effecteur canal ionique du récepteur β3-adrénergique, le canal chlore CFfR (Cystic Fibrosis Transmembrane conductance Regulator). La régulation de CFfR par le récepteur β3-adrénergique est indépendante de la voie AMPc/PKA, mais implique une protéine Giio sensible à la PTX. Nos résultats suggèrent que cette régulation ne nécessite pas l'activation d'une NOS, ni la présence d'une protéine cytosolique, le NHE-RF (Na+IH+ Exchanger Regulator Factor). L'activation du courant chlore CFfR pourrait expliquer, au moins en partie, la diminution de la durée du potentiel d'action induite par la stimulation B3-adrénergique. Par une approche pharmacologique, nous avons également mis en évidence l'expression fonctionnelle du récepteur β3-adrénergique dans l'aorte de rat. Sa stimulation induit une vasorelaxation dépendante de l'endothélium, de l'activation d'une NOS endothéliale et d'une augmentation du taux de GMPc intracellulaire. La caractérisation du récepteur β3-adrénergique dans le système cardio-vasculaire nous a permis de mettre en évidence de nouvelles voies de signalisation de ce récepteur

Résumé

A functional β3-adrenoceptor has been recently described in the human heart. The β3- adrenoceptor stimulation, in contrast to that of β1- and β2-adrenoceptors, decreases cardiac contractility through a pertussis toxin (PTX) sensitive Guo protein. We have shown that this negative inotropic effect involves a NO Synthase (NOS) activation and an increase in intracellular cGMP level. For the first time, a channel, CFfR (Cystic Fibrosis Transmembrane conductance Regulator), is described as a β3-adrenoceptor effector. Furthermore, we have shown, in a heterologous mammalian expression system, that the regulation of CFfR chloride conductance by the β3-adenoceptor is independent of the cAMP/PKA pathway, but involves a PTX sensitive Giio protein. We also suggest that this regulation is not mediated by NOS and does not imply the cytosolic protein NHE-RF (Na+IH+ Exchanger Regulator Factor). Activation of CFfR could explain in part the decrease in action potential duration induced by the β3-adrenoceptor stimulation. Pharmacological tools allowed us to demonstrate that the β3-adrenoceptor is expressed in the rat aorta. The β3-adrenoceptor stimulation induces a vasorelaxation which depends on the endothelium and is mediated through the activation of a NOS pathway and an increase in intracellular cGMP level. The β3-adrenoceptor characterization in the cardiovascular system provides new cellular coupling pathways for this receptor