Stress nitro-oxydatif et immunophilines dans le contrôle du métabolisme cholinergique
Institution:
Paris 11Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
Nitric oxide is a physiological modulator of neuronal functions, which can combine with superoxide to form peroxynitrite. Peroxynitrite is a powerful, short-lived oxidizing and nitrating agent. Calcineurin is the only known calcium-dependent phosphatase. It is enriched in neurons and particularly sensitive to oxidative stress. It plays important roles in synaptic plasticity and axonal regeneration. Available inhibitors of calcineurin are the immunosuppressors cyclosporin A (CsA) and FK506. When clinically administered, these drugs display bath neurotoxic and neurotrophic effects, that are not fully understood. To be able to inhibit calcineurin activity, they first have to complex with intracellular enzymes named immunophilins. Immunophilins are ubiquitously expressed chaperones endowed with cis-trans prolyl isomerase activity. By modifying praline conformation, they can regulate the function, export and oligomerization of numerous proteins, notably transporters and channels. Unfortunately, it is quite uneasy to separate the effects of immunosuppressors linked to calcineurin inhibition from their effects on immunophilins. The goal of this work was to determine, on a simple model of nerve endings, whether peroxynitrite or immunosuppressors could modify acetylcholine metabolism. These questions were assessed by two complementary approaches on the same model, ie purely cholinergic synaptosomes isolated from Torpedo electric organ. First, we studied the short-term effects of peroxynitrite and immunosuppressors on synaptosomal ACh synthesis and/or release. We identified ChAT as a major target of peroxynitrite and the high affinity choline transporter as a target of calcineurin. In a second approach, we searched for cyclophilin ligands in synaptosomes, and found that synapsin can interact with cyclophilin B in a CsA and calcium dependent way. This suggests an important role of cyclophilin B in mid- or long-term regulation of neuromediator storage and release.
Abstract FR:
Le monoxyde d'azote est un modulateur physiologique de l'activité nerveuse qui peut se combiner avec l'ion superoxyde pour former du peroxynitrite, un radical oxydant et nitrant. La calcineurine est la seule phosphatase enrichie dans les neurones, modulée par le calcium et perturbée par certains stress oxydatifs. Elle est impliquée dans les phénomènes de plasticité synaptique et de régénération axonale. Les principaux inhibiteurs de cette phosphatase sont des immunosuppresseurs, le FK506 et la cyclosporine (CsA). Ces agents ont des effets paradoxaux in vivo, puisqu'ils sont à la fois neurotoxiques et neurotrophiques. Pour agir, ces deux composés doivent au préalable se fixer à des enzymes intracellulaires, les immunophilines. Ce sont des chaperones ubiquitaires qui agissent sur l'adressage, l'oligomérisation et l'activité de certaines protéines en modifiant la conformation des résidus prolines qu'elles contiennent. Malheureusement, il est relativement peu aisé de dissocier les effets des immunosuppresseurs qui passent par une inhibition de la calcineurine de ceux qui impliquent les immunophilines. L'objectif de cette thèse était d'évaluer, sur un modèle simple, les effets potentiels du peroxynitrite et des immunosuppresseurs sur le métabolisme cholinergique. Nous avons utilisé deux approches complémentaires sur des synaptosomes de l'organe électrique de Torpille. L'étude des effets à court terme du peroxynitrite et des immunosuppresseurs sur la synthèse et la libération de l'ACh nous a permis d'identifier la ChAT comme cible du peroxynitrite, et le transporteur de choline à haute affinité comme cible de la calcineurine. Dans une deuxième approche, nous avons montré que la synapsine est un partenaire possible de la cyclophiline B, et que leur interaction est abolie par la CsA. Cela suggère un rôle pour la cyclophiline B dans la régulation du stockage et de la libération des neuromédiateurs.