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

III.B.3. L'adressage fonctionnel différentiel des protéines :

Historiquement, les premières analyses de localisations différentielles entre sous-types de protéines appartenant à une même famille, ont porté sur les isoformes de la myosine et de l'actine dans la cellule musculaire. L'actine et la myosine sont globalement localisées dans les éléments contractiles des cellules musculaires, mais les isoformes non spécifiques des muscles se trouvent dans des structures du cytosquelette différentes de ces éléments (Gunning et al., 1998). De plus, il existe une différence de tri de ces isoformes au cours du développement dans les neurones. Ainsi, la b-actine est fortement localisée dans le cône de croissance à l'état embryonnaire alors qu'elle se redistribue uniquement dans les dendrites et le corps cellulaire à l'état adulte. Ajouté à ces phénomènes constitutifs de localisation subcellulaire différentielle, on trouve aussi des modifications en fonction des mécanismes de signalisation. En effet, les phénomènes de relocalisation sont courants pour les protéines impliquées dans la transduction du signal. Par exemple, une dizaine d'isoformes de la PKC sont impliquées dans une large variété de réponses cellulaires et répartie à quelques exceptions près dans tout le cytoplasme des cellules NIH 3T3 (Goodnight et al., 1995). Après activation par les esters de phorbol, la plupart de ces isoformes se localise à la membrane plasmique avec en plus certaines localisations spécifiques comme le réticulum endoplasmique (a), les lamellipodes (bI, bII), les points d'adhésion (a), les fibres de stress (bII), les zones de contact cellulaire (d, e), la membrane périnucléaire (d, e), les pores nucléaires (h) et l'appareil de Golgi (g, h).

Des études similaires ont été entreprises pour essayer de corréler l'abondance de sous-types de récepteurs couplés aux protéines G et leurs localisations subcellulaires. Ce sont pour les sous-types de récepteurs a-adrénergiques que les travaux les plus importants ont été entrepris. Les informations à propos des déterminants moléculaires de la localisation des récepteurs sont obtenues à partir d'expériences de transfection dans des cellules hétérologues (Figure 12).



Figure 12 : Polarité cellulaire et localisation des récepteurs couplés aux protéines G. La localisation des récepteurs à sept segments transmembranaires est représentée dans les deux modèles classiques de polarisation cellulaire. Les cellules épithéliales ont été utilisées pour les récepteurs aux bioamines. Ainsi les trois sous-types de récepteur a-adrénergiques sont localisés dans le domaine basolatéral (a2AAR, a2BAR et a2CAR). Mais, si les récepteurs a2A et a2C y sont retenus spécifiquement, le récepteur a2B comme le récepteur A1 de l'adénosine (A1AdoR) rejoint la membrane apicale le long des microtubules (MT). Ces deux sous-domaines membranaires sont séparés physiquement par des jonctions serrées (JS). De plus, une forte proportion de récepteur a2C reste intracellulaire à l'état d'équilibre. La comparaison des localisations avec les neurones n'a pas été très informative, puisque tous les récepteurs a2 se retrouvent dans tout l'axone et le corps cellulaire. Sur ce schéma, sont aussi indiquées les localisations subcellulaires observées pour les récepteurs de la dopamine.



Pour les récepteurs adrénergiques et de l'adénosine de telles études ont été conduites sur des cultures de cellules polarisées (pour revue voir Wozniak et al., 1997). Les expériences effectuées sur les cellules MDCK ont montré que les sous-types a2A et a2C des récepteurs adrénergiques sont directement délivrés au domaine basolatéral. Mais, si le récepteur a2A est maintenu dans ce domaine, à l'état d'équilibre, le récepteur a2C reste intracellulaire, localisé dans le réseau trans-Golgien. Ces phénomènes de localisation sont visiblement indépendants de l'interaction avec les protéines G (Keefer et Limbird, 1993). Le sous-type a2B est réparti entre le domaine apical et basolatéral, mais il est sélectivement ancré dans la région basolatérale (Wozniak et Limbird, 1996). Le récepteur A1 de l'adénosine (A1AdoR) a été analysé de la même façon (Saunders et al., 1996), et il présente des mécanismes de localisation différents puisqu'il est ciblé de façon prédominante au domaine apical (Saunders et Limbird, 1997). Il semble vraisemblable que la rétention des récepteurs dans un compartiment donné dépend de la présence, dans ce compartiment, de protéines qui permettent au récepteur, transporté de façon relativement non spécifique, de rester localisé à un site précis de la cellule. En plus des associations avec ces protéines d'ancrage, les récepteurs sont capables de s'associer entre eux (dimérisation) pour permettre leur localisation fonctionnelle correcte. Pour les récepteurs GABA par exemple, un des variants d'épissage du récepteur GABAB, le récepteur GABABR1a, ne se localise pas à la membrane des cellules, mais reste dans le réticulum endoplasmique (Couve et al., 1998) en absence de la coexpression du sous-type GABABR2. Cette localisation intracellulaire se retrouve aussi bien dans des cellules non-neuronales (COS, HEK 293, BHK) que neuronales (ganglion de la racine dorsale). De la même façon, le récepteur 5-HT1B qui est situé dans les extrémités axonales se retrouve dans l'appareil de Golgi lorsqu'il est exprimé dans les cellules LLC-PK1 (Langlois et al., 1996). L'absence d'un partenaire neuronal empêche visiblement sa localisation finale correcte. Dans le cas du modèle classique des cellules épithéliales, il semble donc que les récepteurs couplés aux protéines G utilisent de multiples mécanismes pour leur ciblage polarisé.

Des transfections transitoires de culture primaire de neurones de moelle épinière embryonnaire de souris avec les différents sous-types de récepteurs a-adrénergiques ne montrent pas de localisation spécifique pour chaque sous-type. Chaque récepteur est réparti à travers tout le corps cellulaire et ses prolongements (Wozniak et Limbird, 1998). Ces expériences démontrent les difficultés de faire des corrélations entre la localisation dans les cellules polarisées in vitro et les neurones in vivo. Toutefois, l'analyse en microscopie confocale des récepteurs a1-adrénergiques montre qu'après activation, des regroupements de récepteurs à la membrane plasmique s'effectuent dans le corps cellulaire et les prolongements de neurones en cultures (Wang et al., 1997b). Ces résultats sont en accord avec les précédentes observations de la localisation de ces récepteurs dans des cultures de neurones corticaux en croissance, et démontrent la nécessité de mettre au point des outils plus adéquats pour étudier la localisation subcellulaire des récepteurs.