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108 | 2008
Annuaire du Collège de France 2007-2008
Résumé des cours et travaux 108e année
Equipes accueillies

Neuropeptides centraux et régulations hydrique et cardiovasculaire

INSERM U 691
Catherine Llorens-Cortes
p. 952-957

Texte intégral

Le système rénine-angiotensine (SRA) cérébral

1Nous avons montré dans ce système que l’aminopeptidase A (APA) est impliquée dans la conversion de l’angiotensine (Ang) II en AngIII, développé les premiers inhibiteurs spécifiques et sélectifs de l’APA, inexistants jusqu’à ce jour et identifié le peptide effecteur du SRA cérébral qui est l’AngIII et non l’AngII comme établi à la périphérie. L’AngIII au niveau central exerce un effet stimulateur tonique sur le contrôle de la pression artérielle (PA) chez le rat hypertendu. Ainsi le blocage central et non systémique de l’APA diminue fortement la PA dans différents modèles expérimentaux d’hypertension artérielle (HTA), suggérant que l’APA cérébrale constituerait une cible thérapeutique potentielle pour le traitement de certaines formes d’HTA. L’HTA touche près de 7 millions de personnes en France. Après 50 ans, un Français sur 4 est concerné. Aux US, sa prévalence est considérée autour de 15-20 %. L’HTA est un facteur de risque majeur de nombreuses maladies telles que les affections coronariennes, les accidents vasculaires cérébraux, l’insuffisance cardiaque et l’insuffisance rénale. L’importance de cette maladie a justifié le développement de nombreuses familles thérapeutiques, cependant, elle reste difficile à contrôler. Les monothérapies sont insuffisantes dans plus de la moitié des cas, et les réponses individuelles à un composé donné — quelle que soit sa famille — sont très variables. Il y a donc un besoin de thérapies complémentaires. Notre projet vise à développer un nouvel antihypertenseur avec un mode d’action différent de ceux utilisés jusqu’à présent. Pour cela, notre objectif est de développer de nouveaux inhibiteurs de l’APA, puissants et sélectifs capables de passer les barrières intestinale, hépatique et hématoencéphalique après administration par voie orale avec un index thérapeutique élevé et peu de risques de toxicité. Nous venons d’obtenir en collaboration avec l’équipe du Pr B.P. Roques (INSERM U640) une telle molécule, le RB150 (1 brevet licence exclusive Société Quantum Genomics) qui après administration par voie intraveineuse ou orale chez le rat hypertendu, pénètre dans le cerveau, inhibe l’activité du SRA cérébral et a un effet hypotenseur qui dure plusieurs heures. De plus, le RB150 ne présente pas de risque de toxicité cardiaque et hépatique, de génotoxicité et d’interactions médicamenteuses. Nous poursuivons ce programme de recherche en partenariat avec la Société Quantum Genomics afin d’une part, de finaliser le développement pré-clinique du RB150 et d’autre part, de développer de nouvelles molécules capables de se substituer au RB150 si ce composé ne répondait pas à tous les critères nécessaires pour une évaluation chez l’homme. Si le RB150 obtient les autorisations nécessaires, cela permettra d’initier les études cliniques de Phase I au CIC de l’HEGP, dirigé par le Pr. M. Azizi afin de déterminer la tolérance, la sécurité et la pharmacocinétique du RB150 chez l’homme (dose unique et doses répétées croissantes). Une étude de pharmacodynamie réalisée au CIC en collaboration avec notre laboratoire chez des sujets soumis à des régimes enrichis ou appauvris en sodium, déterminera l’efficacité du RB150 sur différents biomarqueurs pertinents de l’HTA.

2Ce programme de recherche a été soutenu par une ANR émergence 2006-2007 et sélectionné pôle de compétitivité par l’INSERM. Un contrat de collaboration avec la Société Quantum-Genomics a été signé avec INSERM Transfert en mai 2007 pour 18 mois avec une possibilité de prolongation en fonction des résultats obtenus. Ces travaux ont fait l’objet d’un article et d’un éditorial dans la revue Hypertension et d’un communiqué de presse par l’INSERM.

Le système apélinergique

3En recherchant un récepteur spécifique de l’AngIII, nous avons isolé chez le rat un récepteur couplé aux protéines G, partageant 95 % d’identité de séquence avec le récepteur orphelin humain APJ qui s’est révélé être le récepteur d’un nouveau peptide, l’apéline. Nous avons caractérisé pharmacologiquement ce récepteur, établi dans le cerveau de rat la distribution des neurones apélinergiques ainsi que celle de l’ ARNm du récepteur de l’apéline et observé que l’apéline et son récepteur sont co-exprimés avec la vasopressine (AVP) dans les neurones magnocellulaires vasopressinergiques. Nous avons mis en évidence que l’apéline, injectée par voie centrale chez la rate en lactation, diminue l’activité électrique de ces neurones et la sécrétion d’AVP dans la circulation sanguine, provoquant une diurèse aqueuse. Enfin nous avons établi chez le rat déshydraté que l’apéline et l’AVP sont régulées de façon opposée afin de maintenir l’équilibre hydrique de l’organisme, en optimisant la sécrétion d’AVP dans la circulation sanguine et évitant ainsi une perte d’eau supplémentaire par les reins. Afin de poursuivre cette exploration chez l’homme, nous avons initialisé, en collaboration avec le CIC de l’HEGP dirigé par le Pr M. Azizi, la première étude clinique sur l’apéline réalisée chez le volontaire sain. Nous avons montré que la restriction hydrique associée à la surcharge en sel, chez les cinq sujets chez qui l’étude a été réalisée, induit une augmentation de l’osmolalité plasmatique parallèlement à une baisse des taux d’apéline dans le plasma alors que ceux de l’AVP augmentent de façon linéaire. Ces résultats nous ont conduits à effectuer une exploration complémentaire visant à augmenter la sécrétion d’apéline par une charge orale hydrique. A l’inverse, dans ce second protocole réalisé sur cinq sujets, la baisse de l’osmolalité plasmatique induite par une charge hydrique diminue les taux d’AVP dans le plasma alors que ceux de l’apéline augmentent rapidement. En conclusion, ces données montrent que les sécrétions d’apéline et d’AVP sont régulées de façon opposée par les stimuli osmotiques suggérant que l’apéline comme l’AVP joue un rôle crucial dans le maintien de l’équilibre hydrique chez l’homme comme chez le rongeur. Finalement, nous avons montré que l’apéline injectée par voie iv chez le rat diminue la PA et plusieurs laboratoires ont découvert que l’apéline augmentait la force contractile du myocarde suggérant que ce nouveau peptide joue un rôle dans le contrôle des fonctions cardiovasculaires. Par ailleurs, nous avons étudié chez le rat, la distribution des ARNms du récepteur de l’apéline ainsi que le rôle de ce peptide sur la fonction rénale. Les ARNms du récepteur de l’apéline ont été détectés dans les cellules endothéliales et les cellules musculaires lisses des artérioles glomérulaires, dans les glomérules, les canaux collecteurs ainsi que dans la zone interne de la médullaire externe, région richement vascularisée. L’apéline induit une vasorelaxation-NO dépendante des artérioles afférentes et efférentes glomérulaires préalablement contractées par l’Ang II. D’autre part, l’apéline injectée par voie iv exerce un effet diurétique dose-dépendant qui pourrait être lié à un effet de l’apéline au niveau des canaux collecteurs où sont présents ses récepteus ainsi que ceux de l’AVP. Ces données suggèrent un rôle régulateur de l’apéline dans l’hémodynamique rénale et la fonction tubulaire.

4Enfin, il est important de préciser qu’à l’heure actuelle aucun agoniste ou antagoniste du récepteur de l’apéline n’a été développé. Notre projet vise donc à obtenir de telles molécules qui devraient permettre d’explorer plus avant le rôle de ce peptide dans des pathologies comme l’insuffisance cardiaque ou rénale et les secrétions inappropriées d’AVP.

Recherche de ligands endogènes de récepteurs orphelins

5Nos travaux ont été consacrés en collaboration avec l’unité INSERM U413 dirigée par le Pr H Vaudry et l’Institut de Recherche SERVIER à la recherche du ligand naturel du récepteur GPR39 à partir d’un extrait de cerveaux de grenouille, en mettant à profit la propriété qu’ont la plupart des récepteurs à 7 domaines transmembranaires couplé aux protéines G de s’internaliser sous l’action de ligands agonistes. En réalisant 4 étapes de purification et de tests d’internalisation successifs, nous avons isolé une fraction correspondant à un pic bien individualisé, qui a provoqué l’internalisation de ce récepteur dans 80 % des cellules testées. La spectrométrie de masse réalisée sur cette fraction a révélé qu’elle contenait 3 peptides majeurs qui ont été séquencés mais aucune des répliques synthétiques ne s’est révélée active sur l’internalisation du GPR39, montrant que le ligand du GPR39 était bien présent dans cette fraction mais en quantité trop faible pour être séquencé dans nos conditions expérimentales. Fin 2005, un article dans Science publié par Zhang et coll identifiait par prédiction bioinformatique, l’obestatine, comme étant un nouveau peptide dérivé du précurseur de la ghréline. Ce peptide a été purifié à partir d’un extrait d’estomacs de rat et sa réplique synthétique a montré des propriétés anorexigènes et induit une perte de poids chez la souris. De plus l’obestatine était identifiée comme le ligand endogène du récepteur orphelin humain GPR39, majoritairement exprimé dans le SNC. Afin de caractériser pharmacologiquement le GPR39, nous avons synthétisé l’obestatine humaine ainsi que différents fragments de ce peptide. Les effets de ces peptides ont été évalués sur les cellules exprimant de manière stable le GPR39. Ils ne se lient pas au GPR39 et ne modifient pas la production de seconds messagers (production d’AMPc, mobilisation du calcium intracellulaire), ni l’internalisation du GPR39. Par contre, nous avons montré que l’obestatine injectée par voie icv diminue légèrement la prise de nourriture chez la souris. Ces résultats montraient que l’obestatine n’est pas le ligand endogène du GPR39. Ils ont remis en cause les résultats obtenus par Zhang et al. concernant la nature du récepteur impliqué dans les effets biologiques de l’obestatine. Ce travail a été publié dans la revue Science sous la forme d’un « Technical Comment ».

Publications 2007-2008

Publications originales dans des journaux à comité de lecture

6Chartrel N., Alvear-Perez R., Leprince J., Iturrioz X., Reaux-Le Goazigo A., Audinot V., Chomarat P., Cogé F., Nosjean O., Rodriguez M., Galizzi J.P., Boutin J.A., Vaudry H., Llorens-Cortes C.Comment on « obestatin, a peptide encoded by the ghrelin gene, opposes ghrelin’s effects on food intake ». Science, 2007, 315(5813): 766.

Reaux-Le Goazigo A., Alvear-Perez R., Zizzari P., Epelbaum J., Bluet-Pajot M.T., Llorens-Cortes C. Cellular localization of apelin and its receptor in the anterior pituitary: Evidence for a direct stimulatory action of apelin on ACTH release. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2007, 292(1): E7-15.

Azizi M., Iturrioz X., Blanchard A., Peyrard S., De Mota N., Chartrel N., Vaudry H., Corvol P., Llorens-Cortes C.Osmotic stimulation induces opposite regulation of plasma apeline and vasopressin levels in human. J Am Soc Nephrol. 2008 May;19(5): 1015-24.

Bodineau L., Frugiere A., Marc Y., Inguimbert N., Fassot C., Roques B., Llorens-Cortes C. Orally active aminopeptidase A inhibitors reduce blood pressure by inhibiting the brain-renin-angiotensin system: a new strategy for treating hypertension. Hypertension. 2008 May; 51(5): 1318-25.

De Mota N., Iturrioz X., Claperon C., Bodineau L., Fassot C., Roques B.P., Palkovits M., Llorens-Cortes C. Human brain aminopeptidase A: biochemical properties and distribution in brain nuclei. J Neurochem. 2008 Jul; 106(1): 416-28.

Hus-Citharel A., Bouby N., Bodineau L., Frugiere A., Gasc J.-M., Llorens-Cortes C. Effect of apelin on glomerular hemodynamic function in the rat kidney. Kidney Int. 2008 Aug ; 74(4) : 486-94.

Publications de revues dans des journaux à comité de lecture ou chapitres de livre

7Iturrioz X., El Messari S., De Mota N., Fassot C., Alvear-Perez R., Maigret B., Llorens-Cortes C. Functional dissociation between apelin receptor signaling and endocytosis: implications for the effects of apelin on arterial blood pressure. Arch Mal Cœur Vaiss. 2007 Aug; 100(8): 704-8.

Llorens-Cortes C., Kordon C. Jacques Benoit lecture: the neuroendocrine view of the angiotensin and apelin systems. J Neuroendocrinol. 2008 Mar; 20(3): 279-89.

Bodineau L., Frugiere A., Marc Y., Claperon C., Llorens-Cortes C.Aminopeptidase A inhibitors as centrally acting antihypertensive agents. Heart Fail Rev. 2008 Sep ; 13(3) : 311-9.

Reaux-Le Goazigo A., Iturrioz X., Llorens-Cortes C. Apelin. In: The New Encyclopedia of Neuroscience, Larry R. Squire (Ed), Academic Press, Oxford, 2008.

Llorens-Cortes C., Moos F. Opposite potentiality of hypothalamic coexpressed neuropeptides, apelin and vasopressin in maintaining body-fluid homeostasis. In: Progress in Brain Research, I.D Neumann and R. Landgraf (Eds.), vol. 170, chapter 43, 559-570.

Iturrioz X., Reaux-Le Goazigo A., Moos F., Llorens-Cortes C. Apelin and Vasopressin. In: Cardiovascular Hormone Systems. From Molecular Mechanisms to Novel Therapeutics. Bader, M. (ed.) Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, chapter 8, 193-208.

Brevets

1. Dérivés de 4,4′-dithiobis-(3-aminobutane-1-sulfonates) nouveaux et compositions les contenant

8Apport en santé : Lutte contre l’hypertension et les maladies cardiovasculaires

Demande de Brevet FR n° 02 08977 déposé au nom de l’INSERM le 16 Juillet 2002.

Brevet Français n° FR2842522 (A1) publié le 23-01-2004

Demande Internationale PCT/FR03/02242 le 16/07/2003

Brevet américain n° US 7,235,687 B2 délivré le 26/06/2007 ;

Inventeurs : Fournie-Zaluski M.C., Llorens-Cortes C., Roques B.P., Corvol P.

Licence exclusive avec Glaxo-Smith Kline Beecham, n° 98299 (2000-2003)

Licence exclusive avec la Société Quantum Genomics (2007-2009), n° 06296A10

2. Dérivés de 4,4′-dithiobis-(3-aminobutane-1-sulfonates) nouveaux et compositions les contenant

9Apport en santé : Lutte contre l’hypertension et les maladies cardiovasculaires

Demande de Brevet FR n° 03 09 700 déposé au nom de l’INSERM le 6 août 2003

Brevet Français n° FR2858617 (A1) publié le 2-11-2005

Demande Internationale PCT/FR04/02106 du 6/08/2004

Passage en phases nationales/régionale : Europe, japon, Canada et Etats-Unis

Inventeurs : Roques B.P., Inguimbert N., Fournie-Zaluski M.C., Corvol P., Llorens-Cortes C.

Licence exclusive avec Glaxo-Smith Kline Beecham, n° 98299 (2000-2003)

Licence exclusive avec la Société Quantum Genomics (2007-2009), n° 06296A10

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Pour citer cet article

Référence papier

Cours et travaux du Collège de France. Annuaire 108e année, Collège de France, Paris, décembre 2008, p. 952-957. ISBN 978-2-7226-0082-9

Référence électronique

Catherine Llorens-Cortes, « Neuropeptides centraux et régulations hydrique et cardiovasculaire », L’annuaire du Collège de France [En ligne], 108 | 2008, mis en ligne le 24 juin 2010, consulté le 20 mai 2018. URL : http://journals.openedition.org/annuaire-cdf/248

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Auteur

Catherine Llorens-Cortes

Responsable de l’équipe « Neuropeptides centraux et régulations hydrique et cardiovasculaire » accueillie au Collège de France.

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