Etude pharmacologique et fonctionnelle des antagonistes des récepteurs endothélines : mise en évidence d'inhibiteurs allostériques
Institution:
Paris 11Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
The discovery of endothelins, potent vasoconstrictor peptides and nitric oxide at the end of the eighties point out a new role of the vascular endothelium. Endothelin-1 (ET-1) is mainly secreted by endothelial cells and acts via two G protein-coupled receptors, ET-A and ET-B. ET-1 is supposed to play an important role in several cardiovascular diseases and cancer. Consequently, pharmaceutical companies are interested in developping receptor antagonists but their action remains unclear in most cases. Actions of ET receptor antagonists have often be described as atypical, in the sense they cannot be interpreted using classical pharmacological reasonning. They have suggested existence of novel forms of receptors or of various forms of cross-talk mechanisms. The first part of this work was to demonstrate that atypical actions of receptor antagonists arise whenever second order binding conditions prevail. In instance BQ-123 insensitive actions of ET-1 can be documented in cells that express functional ET-A and ET-B receptors. One of the main properties of endothelin is its almost irreversible binding to its receptors. This simple fact limits the action of antagonists. The second part of this work was to show that it is possible to overcome the irreversibility of ET-1 binding by using allosteric inhibitors. Aspirin and salicylic acid are such inhibitors. A detailed structure activity relationship study led to identification of 3,5 dibromosalicylic acid as a potent allosteric inhibitor for ET-A receptors. It inhibits ET-1 binding in an apparently competitive manner and potentiates actions of true competitive receptor antagonists.
Abstract FR:
La découverte des endothélines, puissants peptides vasoconstricteurs et du monoxyde d'azote à la fin des années 80 suscita un profond bouleversement dans la conception du rôle de l'endothélium vasculaire. L'endothéline est principalement sécrétée par les cellules endothéliales, son action est médiée via deux récepteurs distincts, ET-A et ET-B, couplés à des protéines G hétérotrimériques. L'implication supposée de l'endothéline-1 dans diverses pathologies cardiovasculaires et cancéreuses a suscité l'intérêt de l'industrie pharmaceutique. De nombreux antagonistes sont actuellement en cours de développement alors que leur mécanisme d'action est encore mal compris. Ces résultats ont conduit à des hypothèses variées selon lesquelles il existerait de nouvelles formes de récepteurs ou bien des mécanismes de communication (« cross-talk ») entre récepteurs, par exemple via la formation d'hétérodimères ET-A/ET-B. La première partie de ce travail montre qu'exclusivement des conditions cinétiques de second ordre (concentration en récepteurs >> Kd) génèrent des réponses dites «atypiques» en terme d'insensibilité totale ou partielle d'antagonistes sélectifs vis-à-vis des récepteurs endothélines. Nous avons alors démontré qu'en présence d'un antagoniste sélectif des récepteurs ET-A, les deux récepteurs entraient en compétition pour la liaison d'une quantité limitante d'endothéline d'où une apparente mauvaise affinité de l'antagoniste pour son récepteur. Un des problèmes majeurs pour interpréter l'action des antagonistes des récepteurs endothélines est l'irréversibilité de la liaison de l'endothéline-1 à ses récepteurs. Ce simple fait est responsable pour une grande partie de la faible efficacité des antagonistes in vivo. Dans la seconde partie de ce travail nous avons identifié des inhibiteurs allostériques des récepteurs ET-A. Il s'agit de l'aspirine et d'une manière générale des dérivés de l'acide salicylique. Une étude détaillée de structure / activité a montré l'intérêt de dérivés halogénés capables d'inhiber la liaison de l'endothéline-1 à ses récepteurs de manière apparemment compétitive et de potentialiser l'action d'antagonistes sélectifs vrais.