La spadine, un analogue du propeptide

Le propeptide (PE), le produit de maturation de la sortiline

La structure et les fonctions du propeptide (PE) Le PE est issu de la maturation de la pro-sortiline, sous l’effet de la furine (Munck Petersen et al., 1999) (Figure 24). Une fois libéré, il peut se lier à la sortiline avec une forte affinité, dépendante du pH (KD ≈ 5 nM) (Munck Petersen et al., 1999). Le PE, clivé ou non, provoque une gêne stérique qui empêche l’interaction de la sortiline ou de la pro-sortiline avec ses autres ligands (la RAP, la neurotensine), et l’activation précoce des voies de signalisation associées à la sortiline (Munck Petersen et al., 1999; Westergaard et al., 2004) . Figure 25 : La séquence du propeptide (PE). Le PE est composé de 44 acides aminés (Figure 25). Les acides aminés 17 à 28 jouent un rôle majeur dans son interaction avec la sortiline (Westergaard et al., 2004) (Figure 25). Il peut également se fixer sur le canal TREK-1 et bloquer son activité induite par l’AA (Mazella et al., 2010) (Figure 26). La spadine, un analogue du propeptide 52 Figure 26 : Le propeptide (PE) inhibe les courants TREK-1 induits par l’acide arachidonique (AA) (d’après (Mazella et al., 2010)). Les cellules COS-7 ont été transfectées avec le canal TREK-1. Les courants sur cellules entières ont été mesurées en présence de bloqueurs des canaux K+ . Les cellules ont été maintenues à -80mV puis soumises à une gamme de voltage allant de -100 à +50mV, en présence d’acide arachidonique (AA, 10µM) et/ou de propeptide (PE, 500nM). B. La spadine, un analogue synthétique du PE Figure 27 : La séquence de la spadine, l’analogue synthétique du PE. Grâce à l’étude des relations structure-fonction du PE, un peptide synthétique, plus court que le PE, a été identifié et appelé spadine (Mazella et al., 2010). La séquence de la spadine est basée sur celle du PE : les acides aminés 12 à 16 (Figure 27, en orange) permettent de maintenir la structure du peptide (stress conformationnel), les acides aminés 17 à 28 (Figure 27, en bleu) permettent de conserver la capacité de liaison à la sortiline (Mazella et al., 2010). La spadine compte donc 17 acides aminés et permet d’étudier les fonctions biologiques du PE, à moindre coût.

Les fonctions physiologiques de la spadine 

La spadine, un inhibiteur des courants TREK-1 Figure 28 : La spadine inhibe les courants TREK-1 induit par l’acide arachidonique (AA) (d’après (Mazella et al., 2010)). (A) Les cellules COS-7 ont été transfectées avec le canal TREK-1. Les courants sur cellules entières ont été mesurées en présence de bloqueurs des canaux K+ . Les cellules ont été maintenues à -80mV puis soumises à une gamme de voltage allant de -100 à +50mV, en présence d’acide arachidonique (AA, 10µM) et/ou de spadine (100nM). (B) Les courants natifs des neurones pyramidaux de la zone CA3 ont été mesurés sur des tranches d’hippocampes de souris sauvages en présence de bloqueurs des canaux K+ , supplémentés en AA (10µM) et/ou spadine (SPA, 1µM). La spadine, comme le PE, se fixe sur le canal TREK-1 avec une affinité d’environ 10 nM (Mazella et al., 2010). Cette interaction engendre une réduction spécifique des courants TREK1 induits par l’AA (Mazella et al., 2010) (Figure 28). Les courants produits par l’hétérodimère TREK-1/TREK-2 sont également inhibés par la spadine, les autres canaux K2P étant insensibles à la spadine (Lengyel et al., 2016; Moha Ou Maati et al., 2012) . B. L’effet antidépresseur de la spadine Le test de la nage forcée (FST, forced swimming test) est largement utilisé chez les rongeurs afin de quantifier l’efficacité de molécules antidépressives. Il s’agit de mesurer le comportement de résignation, une composante de l’état dépressif, d’un individu placé dans l’eau, sans possibilité d’en sortir. 54 Figure 29 : Effet de la spadine sur la résignation des rongeurs. (A) Quantification du temps d’immobilité des souris TREK-1 -/- et des souris sauvages traitées avec la spadine (contrôle = NaCl), lors du test de la nage forcée (FST, forced swimming test) (d’après (Mazella et al., 2010)). (B) Quantification du temps d’immobilité des rats soumis à un stress moyen chronique et traités ou non avec la spadine, lors du test de la nage forcée (FST) (d’après (Ye et al., 2015)). Des souris sauvages injectées avec la spadine pendant quatre jours consécutifs présentent le même comportement de résignation que les souris TREK-1 -/- , elles sont résistantes à la dépression (Mazella et al., 2010) (Figure 29A). Des résultats similaires ont été observés chez des rats soumis à un stress moyen chronique : l’injection de spadine induit une réponse antidépressive en diminuant l’état de résignation des rats stressés (Ye et al., 2015) (Figure 29B). Cet effet antidépresseur de la spadine passe par l’inhibition du canal TREK-1 et provoque des modifications au niveau du cerveau. En effet, chez la souris, la spadine stimule la neurogenèse et la phosphorylation hippocampique de CREB (cAMP response element binding protein), deux marqueurs d’un traitement aux ISRS (Mazella et al., 2010). Plus précisément, la spadine augmente l’expression du BDNF dans le cortex préfrontal et l’hippocampe, caractéristique d’un traitement antidépresseur (Devader et al., 2015). Au niveau de l’hippocampe, la spadine stimule également l’expression de PSD-95 (postsynaptic 55 density protein-95) et de la synapsine, deux marqueurs synaptiques(Devader et al., 2015). Par ailleurs, la spadine ne présente pas d’effet secondaire indésirable : elle n’affecte pas le rôle de TREK-1 dans la perception de la douleur, l’épilepsie ou l’ischémie, ne provoque pas de problème cardiaque (pression systolique ou rythme cardiaque modifiés), et ne modifie pas la prise alimentaire et la glycémie des souris à jeun (Moha Ou Maati et al., 2012). Son action étant plus rapide et plus efficace que la fluoxétine (Prozac©), l’ensemble de ces résultats font de la spadine une nouvelle molécule d’intérêt pour traiter la dépression. Grâce à ses propriétés inhibitrices des canaux TREK-1 présents dans les cellules β et son interaction avec la sortiline, la spadine présente un nouvel intérêt pour l’équipe. L’un des objectifs de ce mémoire est donc d’identifier le rôle de la spadine sur l’homéostasie glucidique, en particulier sur les cellules β et insulino-sensibles.