II-5 CIBLES POSSIBLES DU POINT DE VUE THERAPEUTIQUE :
PATHOLOGIES ET THERAPIES LIEES AUX MECANISMES D'INACTIVATION DES RCPG :
Les mécanismes conduisant à l'atténuation du signal des RCPG présentent un intérêt considérable pour de nombreuses raisons. Chez un individu normal, ces processus contrôlent la capacité des cellules à répondre à un signal extracellulaire (hormones ou neurotransmetteurs, par exemple) et régulent l'intensité et la durée du signal. La suppression de l'agoniste, la désensibilisation et l'internalisation du récepteur ou encore la "down regulation" empêchent toute stimulation excessive ou répétée des cellules. De même, la resensibilisation des récepteurs assure le maintien de la capacité d'une cellule à répondre de nouveau à l'agoniste. Ces mécanismes régulateurs opérant au niveau des différents acteurs de la cascade signalétique sont aussi très important du point de vue pathologique et thérapeutique. L'altération de l'une des étapes de l'arrêt du signal peut entrainer le dérèglement de la cellule et à terme conduire au déclenchement de la maladie.

Le premier niveau de régulation implique le ligand :
- La recapture de l'agoniste par des transporteurs spécifiques constitue un moyen efficace d'empêcher la persistence de la stimulation. Plusieurs maladies semblent être liées à l'activité des transporteurs. L'utilisation d'inhibiteurs et de certaines drogues psychoactives (par exemple, la cocaïne bloque la recapture de la dopamine et de la noradrénaline) révèle l'importance de ce mécanisme dans l'arrêt du signal. Les souris "knockout", délétées du gène du tranporteur dopaminergique présentent une activité locomotrice excessivement élevée (Giros et al., 1996). De plus, la cocaïne est sans effet sur ces souris déficientes alors que son action inhibitrice sur les transporteurs stimule l'activité locomotrice chez les souris normales. Dans le cerveau de ces souris "knockout", il est également intéressant de noter que les récepteurs dopaminergiques D1 et D2 sont régulés négativement en réponse à l'exposition prolongée à l'agoniste. Pour certaines maladies, telles que la maladie de Parkinson, où le taux de dopamine est considérablement réduit, le blocage de ces transporteurs pourrait donc être bénéfique sur le plan thérapeutique.
De la même façon, les dépressions chroniques associées au dysfonctionnement du transporteur à la sérotonine sont traitées par inhibition de la recapture de cette monoamine à l'aide d'antidépresseurs (Ogilvie et al., 1996).

- Des dérèglements intervenant au niveau de la dégradation des ligands peuvent également affecter le bon fonctionnement de la cellule. L'inactivation (par le gaz Sarin, par exemple) ou l'absence de l'acétylcholinestérase au niveau des membranes post-synaptiques peuvent avoir des répercutions graves sur la régulation de la neurotransmission. En effet, la transmission synaptique est alors prolongée et les récepteurs cholinergiques sont désensibilisés et régulés négativement. Cette inhibition a pour conséquence la paralysie et la mort causée par insuffissance respiratoire.
De la même façon, l'inhibition de l'endopeptidase-24,11 (NEP) potentialise les actions biologiques de certains neuropeptides. La subtance P et la bradykinine facilitent l'extravasion plasmatique par interaction avec les récepteurs neurokines NK-1 et bradykinines B2 présents sur les cellules endothéliales. La délétion génétique de NEP réduit la dégradation enzymatique de ces deux neuropeptides et crée une situation pro-inflammatoire des tissus (Figini et al., 1997).

Les mécanismes touchant à la désensibilisation et à l'internalisation des RCPG sont également responsables de certaines pathologies :

- Le récepteur lui-même peut être la cause de déficiences dans les mécanismes conduisant à l'atténuation du signal. Certaines mutations apparaissant spontanément in vivo provoquent l'activation constitutive des RCPG (pour revue : Botto, 1997). La rétinite pigmentaire est une maladie associée à de nombreuses mutations activantes du récepteur visuel (rhodopsine) des cellules en bâtonnet de la rétine. Certaines de ces mutations, localisées dans la région C-terminale, sont des sites potentiels de phosphorylation par GRK1 (Premont et al., 1995). Cet état d'activation permanent du récepteur, lié à l'absence de phosphorylation et de désensibilisation par GRK1 mène à la dégénérescence de la rétine.

- Les altérations peuvent aussi concerner la sur- ou sous-expression ou encore la mutation de protéines telles que les sérine/thréonine kinases (GRK) ou les arrestines. La transmission du signal visuel fournit un exemple du rôle des GRK et des arrestines dans la physio-pathologie. Les analyses génétiques révèlent que la mutation de GRK1 ou de l'arrestine est associée à une dégénérescence du système visuel, connue sous le nom de la maladie d'Oguchi. Ce syndrome se caractérise par la perte de la vision nocturne (Farber et Danciger, 1997) et conduit, après cinq jours d'exposition jour/nuit, à la dégénérescence de la rétine (Dolph et al., 1993). Les patients atteints de cette maladie présentent deux profils génétiques différents. Le premier est lié à la mutation du gène de l'arrestine qui conduit à une déficience dans la capacité à inactiver les récepteurs rhodopsines des bâtonnets (Nakazawa et al., 1997). Ce phénotype est en accord avec les données obtenues sur les souris "knockout" pour l'arrestine (Xu et al., 1997). Le deuxième profil génétique est corrélé à la perte fonctionnelle de GRK1 (Yamamoto et al., 1997) ; les analyses biochimiques confirment que l'activité de GRK1 est bien dépendante de cette mutation génétique (Khani et al., 1998). Ces résultats démontrent clairement que la perte du "turn off" normal, provoquée par le dysfonctionnement de GRK1 et/ou de l'arrestine, peut conduire à certaines situations pathologiques.
Le rôle physiologique de ces protéines n'est pas restreint au système visuel. GRK2 est fortement impliquée dans le développement et la régulation du système cardio-vasculaire. Les souris délétées du gène GRK2 présentent des déficiences sévères dans les premiers stades du développement embryonnaire et meurent rapidement de défaillance cardiaque (Jaber et al., 1996). De la même façon, chez les souris transgéniques surexprimant GRK2, l'augmentation de l'activité kinase est à l'origine des insuffisances cardiaques (Koch et al., 1995).
L'hypertension, observée chez certains patients, est également liée à l'élévation du taux de GRK2 dans les lymphocytes (Gros et al., 1997). L'altération de la réponse b2-adrénergique est responsable de ces dysfonctionnements. En effet, l'augmentation de la phosphorylation des récepteurs b2-adrénergiques par GRK2 accroit leur désensibilisation et par conséquent atténue leur effet vasodilatateur sur les cellules musculaires lisses de la paroi vasculaire. La modulation de l'activité GRK in vivo, par exemple par transfert de gène, est une approche thérapeutique envisageable dans les années à venir pour traiter les patients atteints de défaillances cardiaques chroniques (Drazner et al., 1997 - Rockman et al., 1998).

- Les protéines RGS agissant comme des régulateurs négatifs de la signalisation protéines-G dépendante (en accélérant l'activité GTPasique des sous-unités Ga) participent à la modulation de l'intensité et de la durée des effets physiologiques des RCPG. Les phénomènes de tolérance observés après administration chronique de certaines drogues sont en partie dus à la désensibilisation des RCPG. L'identification de molécules capables de réguler l'interaction RGS-Ga permettrait de neutraliser les effets des protéines RGS sur la désensibilisation des RCPG (Hepler, 1999).

- L'internalisation semble directement impliquée dans la transduction du signal médiée par les récepteurs opioïdes. L'étude de Matthes et al. avait permis d'établir, en 1996, que l'analgésie et les phénomènes de tolérance et de dépendance induits par certaines drogues (morphine, par exemple) étaient liés à l'activation des récepteurs opioïdes de type m (Matthes et al., 1996). A la suite de ces données, il était important de comprendre pourquoi et surtout comment, la morphine et non les ligands opiacés endogènes entraînait ces phénomènes de dépendance et de tolérance. Il a récemment été montré que les propriétés de la morphine sont liées à son incapacité à induire la désensibilisation et l'internalisation des récepteurs opioïdes m (Whistler et al., 1999). En fonction de l'agoniste, un même récepteur va donc pouvoir adopter deux conformations différentes, ces changements conformationnels ayant des répercutions importantes sur les propriétés signalétiques de ces récepteurs.

La transmission du signal peut être affectée en aval du récepteur, au niveau de la "down regulation" :
L'asthme bronchique est une pneumopathie obstructive réversible, caractérisée par une hyper-réactivité et un rétrécissement des voies aériennes. La diminution du nombre de récepteurs b2-adrénergiques à la surface des cellules de la musculature lisse bronchique est une caractéristique des patients asthmatiques. Suite à une inhalation prolongée d'agonistes b, la comparaison des taux de récepteurs b2-adrénergiques régulés négativement a été effectuée sur des cellules épithéliales des voies aériennnes provenant d'un individu normal (Turki et al., 1995) ou asthmatique (Penn et al., 1996). La perte excessive de récepteurs b2-adrénergiques est corrélée à un accroissement de la "down regulation" chez les personnes asmathiques (65 % ) contre 35 % chez les individus normaux (Penn et Benovic, 1998).