III. Localisation des récepteurs D1 de la dopamine :

III.B. Biosynthèse et adressage intracellulaire des récepteurs D1 :

III.B.1. Les voies de biosynthèse des récepteurs de la dopamine

III.B.2. La localisation spécifique des récepteurs dans les cellules polarisées :

Si la question du tri cellulaire a été abordée dans tellement de travaux c'est qu'il est responsable pour une très grande partie de la mise en place ou du maintien de la polarisation cellulaire. Dans le cas des neurones, cellules polarisées par excellence, comprendre comment une protéine est plus particulièrement envoyée vers l'extrémité axonale ou dans l'arborisation dendritique est fondamental. Ces mécanismes pourraient être à l'origine de la localisation subcellulaire différentielle de chacun des sous-types du récepteur D1. L'analyse de la localisation polarisée des protéines dans les neurones et les cellules épithéliales a été menée à l'aide de protéines de virus comme le SFV (Semliki Forest Virus), le VSV (Vesicular Stomatitis Virus) ou le FPV (Fowl Plague Virus) (Dotti et Simons, 1990). On retrouve ainsi l'hémagglutinine (HA) du FPV dans l'axone des neurones de l'hippocampe et dans le domaine apical des cellules épithéliales polarisées. Par contre on observe que la protéine E2 (SFV) et la protéine VSV-G (VSV) sont adressées aux dendrites et au domaine basolatéral pour les mêmes types cellulaires, respectivement (pour revue voir Bradke et Dotti, 1998). Pour d'autres protéines neuronales, il existe des phénomènes de ciblage identiques (Dotti et al., 1991). Le récepteur GABAB par exemple est transporté à l'extrémité apicale dans les cellules épithéliales MDCK (Marti-Darby Canine Kidney) et dans l'axone des neurones de l'hippocampe en culture. Par contre, une localisation somato-dendritique et basolatérale est observée pour le récepteur de la transferrine, le récepteur des LDL (transporteur du cholestérol), la sous-unité a du récepteur GABAA et le récepteur pIg (human epithelial polymeric immunoglobulin receptor). Cependant, ce modèle qui assimile domaine basolatéral des cellules épithéliales et dendrites des neurones, n'est pas universel. Par exemple, la sous-unité b du récepteur GABAA est localisée dans la région somato-dendritique des neurones de l'hippocampe alors qu'elle se trouve au pôle apical des cellules MDCK. De même la protéine APP (Amiloid Precursor Protein) est axonale alors qu'on la retrouve dans le domaine basolatéral des cellules MDCK.

En général, les récepteurs membranaires sont synthétisés avant la formation des synapses et dans le cas des récepteurs du glutamate (GluR1) et de la glycine (GlyR), il existe une réserve de récepteurs intradendritiques juste avant qu'ils ne soient adressés à la membrane. Comment dans ce cas se fait l'insertion dans la membrane plasmique ? L'orientation des éléments du cytosquelette est un phénomène important dans les neurones. Les microtubules associées aux neurites forment un réseau dans le corps cellulaire. On ne trouve l'appareil de Golgi que dans les corps cellulaires et jamais dans les axones.

Tous ces éléments font que deux théories s'affrontent pour la mise en place de la polarisation dans les neurones (Ikonen et Simons, 1998) :

- Soit le tri dans l'appareil de Golgi entraîne la polarisation des neurones.

- Soit le flux membranaire «polarise» le neurone et oriente ensuite le tri cellulaire.

Il semble qu'en fait, un phénomène en deux étapes soit possible. D'abord la maturation morphologique indépendante du tri moléculaire permet d'offrir une première polarisation morphologique au neurone, ensuite le tri dans l'appareil de Golgi et l'ancrage différentiel des protéines créent alors une polarisation fonctionnelle.

La formation de compartiments spécifiques de la morphologie neuronale est certainement due à la mise en place des différents éléments du cytosquelette (pour revue voir Aroeti et al., 1998). Parmi ces éléments, la famille des GTPase Rho est connue pour son implication dans les phénomènes de modification de la morphologie des cellules et en particulier dans celui des neurones lors, par exemple, du guidage du cône de croissance (pour revue voir Hall, 1998; Van Aelst et D'Souza-Schorey, 1997). La protéine Rac qui appartient aussi à cette famille intervient dans la formation de compartiments spécialisés du neurone. En effet, des expériences d'expression ciblée, dans les cellules de Purkinje de cerveau de souris, d'une forme activée de la protéine Rac, montre une réduction dans la taille du prolongement axonal et de l'arbre dendritique (Luo et al., 1996). Mais surtout, le nombre d'épines dendritiques et de doubles synapses augmente de façon importante par rapport à la situation sauvage. En conséquence, il semble que ces protéines de régulation du cytosquelette soient capables d'intervenir dans la mise en place de la structure spécialisée et de la compartimentation des neurones. Cette famille de protéines semble d'ailleurs aussi jouer un rôle important dans la mise en place de la polarité des cellules épithéliales (Yeaman et al., 1999). L'expression d'un mutant inactif de la protéine Rac permet aux cellules MDCK de rester compactes alors que l'injection de la forme active fait apparaître un phénotype fibroblastique (Jou et Nelson, 1998).

A l'heure actuelle, il n'existe pas de séquence consensus de ciblage à la membrane plasmique pour les récepteurs couplés aux protéines G. Différentes analyses de localisation ont été menées pour ce type de récepteur (Tableau 4), et il ne semble pas possible de pouvoir corréler des localisations spécifiques avec certains motifs de la séquence des récepteurs. De plus, certains récepteurs sont localisés dans les deux compartiments, apical et basolatéral, mais dans des proportions différentes. Ainsi le récepteur a2A-adrénergique est présent en quantité neuf fois plus importante dans la région basolatérale que dans la région apicale, le récepteur TRH (Thyrotropin Releasing Hormone) quatre fois et le récepteur de la calcitonine humaine quarante fois. Si la régulation de la localisation intracellulaire semble si complexe, il est possible que le ciblage subcellulaire différentiel soit une des justifications de la diversité des récepteurs de la dopamine, comme de celle d'un grand nombre de récepteurs couplés aux protéines G.



Tableau 4 : Exemples de localisations polarisées des récepteurs à sept segments transmembranaires. Dans ce tableau sont recensés plusieurs exemples de localisation différentielle de récepteurs couplés aux protéines G dans des cellules de type épithélial. PTH : Parathormone, VIP : Vasoactive Intestinal Peptide, LH : Luteinizing Hormone, TRH : Thyrotropin Releasing Hormone et FSH : Follicule Stimulating Hormone.