Pharmacologie des régulations neuro-endocrines


  RESPONSABLEDr ROUGEOT Catherine / crougeot@pasteur.fr
  MEMBRESDr ROBERT Fabienne / Dr VILLARD-SAUSSINE Sylvie

  Rapport d'activité

Les données convergentes issues des approches de physiopharmacologie, de biochimie et de génomique nous ont permis de mettre en évidence, pour la première fois, l’existence d’un inhibiteur physiologique des activités ecto-enképhalinases, chez le mammifère ; nous l’avons nommé Sialorphine (le peptide-QHNPR chez le rat) et Opiorphine (le peptide-QRFSR chez l’Homme). Et, de façon remarquable, il s’est avéré que la Sialorphine et l’Opiorphine, tel des agonistes opioïdes, sont des puissants inhibiteurs de la sensation douloureuse, chez le rat.

Chez les mammifères, les métallo-ectopeptidases à Zinc contrôlent l’activité de nombreux médiateurs peptidiques neuroendocriniens qui coordonnent la dynamique des réactions adaptatives de l’organisme à un changement environnemental. Les enképhalines sont les neuropeptides des voies opioïdergiques secrétés en réponse à certaines situations de stress physique ou psychologique qui sont très rapidement détruits par les 2 métallo-ectopeptidases, NEP (Neutral-EndoPeptidase) et AP-N (AminoPeptidase-N). Ces ecto-enképhalinases, et les opiacés endogènes (enképhalines) qu’elles inactivent, jouent un rôle crucial dans le contrôle dynamique de la transmission douloureuse, dans l’équilibre adaptatif émotionnel et motivationnel.

La Sialorphine de rat : le premier régulateur physiologique de l’activité NEP identifié, à ce jour, chez les mammifères

L’identification de la Sialorphine, un messager hormonal de communication intercellulaire chez le rat, est issue d’une approche de physiopharmacochimie post-génomique. De façon remarquable, il s’est avéré que la Sialorphine est un ligand physiologique de la NEP chez le rat et un inhibiteur compétitif de la NEP membranaire. In vivo chez le rat mâle adulte, la Sialorphine exerce une activité anti-nociceptive puissante à 100-200 µg/Kg, i.v., dans deux modèles d’analyse de la réponse comportementale algésique, i.e., « Pin Pain test » et « Formalin test ». Et, les effets antalgiques induits par la Sialorphine requiert l’activation spécifique des récepteurs opioïdes de sous-types µ- et ∂ -opioïdes. De plus, dans un modèle d’analyse du désespoir comportemental, i.e., «Behavioral Despair test», la Sialorphine exerce un effet anti-résignation ou anti-dépresseur. Et, dans un modèle d’analyse de la réponse comportementale socio-relationnelle sexuelle, la Sialorphine exerce, aux concentrations physiologiques circulantes, un effet stimulateur sur les paramètres comportementaux d’évaluation de la motivation (fréquence des interactions socio-sexuelles) et sur certains paramètres d’évaluation de la performance sexuelle.

L’Opiorphine humaine : un modulateur anti-nociceptif des voies opioidergiques.

Compte tenu des propriétés physiologiques de la Sialorphine chez le rat, nous avons recherché son homologue fonctionnel chez l’homme et en particulier dans les sécrétions salivaires ; en effet des données de la littérature laissaient supposer la présence d’activité(s) inhibitrice(s) de la NEP dans la salive chez l’homme. Suivant un protocole de recherche clinique qui a été établi avec le Centre de Recherche Biomédicale de l’Institut Pasteur (CRBm et ICARe), la salive humaine a été collectée chez des volontaires sains. L’ensemble des procédures chromatographiques développées a permis d’extraire et d’isoler le composant salivaire majeur ayant la capacité d’inhiber l’activité NEP humaine. L’analyse par micro-séquençage du produit final de purification a fourni la preuve directe de l'existence chez l’homme d'un peptide de séquence QRFSR, qui est sécrété dans la salive humaine et dont la fonction est similaire à celle de la Sialorphine de rat (peptide-QHNPR). L’analyse génomique in silico a révélé que le peptide QRFSR serait issu de la maturation sélective du produit du gène humain PROL1, qui est exprimé en outre dans les glandes salivaires humaines.

A l’aide de divers modèles de pharmacologie moléculaire et cellulaire, nous avons démontré que le peptide-QRFSR est un inhibiteur double des activités ecto-enképhalinases hNEP et hAP-N, et qu’il protège in vitro la Met-enképhaline de la dégradation par ces 2 ectoenzymes.

In vivo, dans un modèle d’analyse de la réponse comportementale algésique chez le rat mâle, le « Formalin test », le peptide-QRFSR exerce une activité anti-nociceptive puissante et prolongée à 1 mg/Kg, I.V. De plus, l’effet antalgique induit par le peptide est bloqué en présence d’un antagoniste des récepteurs opioïdes, la naloxone, ce qui indique que son action anti-nociceptive est médiée par les voies opioidergiques endogènes. De plus, dans un modèle d’analyse de la réponse comportementale algésique aiguë chez le rat mâle, le « Pin Pain test », nous avons montré que le peptide-QRFSR exerce une activité anti-nociceptive à 1 mg/kg I .V., avec des effets équivalents à ceux de la morphine à 6 mg/kg.

L’ensemble des résultats a permis de proposer que, l’Opiorphine, en protégeant de l’inactivation par les ectopeptidases (NEP et AP-N), les enképhalines endogènes libérées en réponse aux stimuli environnementaux (douleur, émotion, stress…), potentialise leurs fonctions physiologiques adaptatives. Ainsi, sur un plan physiologique, l’opiorphine devrait intervenir dans les processus d’adaptation, médiés en partie par les enképhalines, qui sont associés à la douleur et aux émotions et plus particulièrement à la régulation des équilibres homéostatiques : pronociception-antinociception et dépression-motivation. Un programme de recherche clinique en cours visant à établir le profil de sécrétion et distribution de l’opiorphine chez l’homme sera suivi d’une deuxième approche qui consistera à identifier les situations physiologiques et les états pathologiques qui conditionnent sa synthèse et sa sécrétion.

Mots-clés: Pharmacochimie, Douleur, Stress, Médiateurs peptidiques hormonaux, Opiacés, Métallo-ectopeptidases

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