Recherche Avancée

Thèse soutenue

Caractérisation électrophysiologique des effets du monoxyde d'azote et de la prostaglandine E2 sur le neurone à gonadolibérine chez la souris : implications dans le contrôle neuroendocrine de la fonction de reproduction

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Auteur / Autrice : Jérôme Clasadonte
Direction : Pierre Poulain
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Neurosciences
Date : Soutenance en 2007
Etablissement(s) : Lille 2

Résumé

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Les neurones à gonadolibérine (GnRH) sont les derniers éléments d'une chaîne neuronale complexe qui intègre une multitude de facteurs afin de réguler la sécrétion des hormones de la reproduction. Les variations dans l'activité électrique du neurone à GnRH retentissent sur la libération de GnRH, qui sous-tend la sécrétion de l'hormone lutéinisante (LH) particulièrement au moment du déclenchement de la puberté et au cours du cycle oestral. L'enregistrement en patch-clamp du neurone à GnRH représente la méthode de choix pour appréhender les mécanismes d'action des facteurs neuronaux et non-neuronaux qui régulent son activité électrique. Une mise au point bibliographique sur les données concernant les propriétés membranaires et synaptiques des neurones à GnRH recueillies au cours d'enregistrements électrophysiologiques à partir de différents modèles de neurones à GnRH in vitro est présentée. Le but du travail expérimental était de documenter les effets et les mécanismes d'action du monoxyde d'azote (NO) et de la prostaglandine E2 (PGE2) sur les neurones à GnRH. Ces deux substances sont connues pour interagir au niveau de la terminaison nerveuse en modulant la libération de GnRH, mais leur action au niveau du corps cellulaire était inconnue. Une méthode d'enregistrement des neurones à GnRH adultes a été développée à partir de souris transgéniques GnRH-GFP chez lesquelles les neurones à GnRH sont spontanément fluorescents. Les enregistrements en patch-clamp sur 346 neurones ont été réalisés à partir de tranches de cerveau perfusées obtenues chez les souris transgéniques GnRH-GFP adultes des deux sexes. La première partie des Résultats est consacrée à l'examen des propriétés électriques des neurones GnRH-GFP, qui est principalement caractérisée par une décharge en bouffées de potentiels d'action ou bursts. La deuxième partie des Résultats démontre les effets du neurotransmetteur gazeux NO, dont le rôle facilitateur qui s'exerce sur la fonction LH et l'ovulation à différents niveaux de l'axe hypothalamo-hypophysaire pourrait s'expliquer par une action relais envers les influences excitatrices glutamatergiques qui parviennent au neurone à GnRH. Par histochimie, la localisation des neurones synthétisant le NO dans une région périventriculaire de l'hypothalamus impliquée dans la libération de LH est démontrée chez la souris transgénique GnRH-GFP. Des relations existent entre ces neurones et les neurones GnRH-GFP voisins. Pendant l'enregistrement de 75 neurones GnRH-GFP, l'application de la L-arginine, le précurseur du NO, révèle une inhibition forte et réversible de la décharge, qui persiste en absence de la transmission synaptique, indiquant un site d'action postsynaptique. L'effet inhibiteur est bloqué par des inhibiteurs de la NO synthétase de type neuronal, révélant la source du NO. Un donneur de NO : le DEA/NO, ainsi qu'un analogue du GMPc miment l'effet de la L-arginine, suggérant que la voie NO/GMPc est impliquée dans l'inhibition de l'activité neuronale. De manière intéressante, l'activité en bursts du neurone est réduite par le NO. Ces résultats indiquent incontestablement que le NO agit directement sur le neurone à GnRH pour réduire son activité, ce qui est en apparente contradiction avec les données de la littérature. Ils soulèvent l'hypothèse d'une action du NO sur l'activité en bursts du neurone à GnRH aux moments clés du cycle oestral. La troisième partie des Résultats démontre les effets de la PGE2, une molécule qui contribue à faciliter la libération de GnRH par un mécanisme impliquant les récepteurs erbB des astrocytes. Sur 129 neurones GnRH-GFP enregistrés, 79% répondent à la PGE2 par une dépolarisation membranaire dose-dépendante, réversible, qui entraîne une augmentation de la décharge du neurone. Les effets sont postsynaptiques car ils persistent en absence de la transmission synaptique. La PGE2 active un courant entrant dû à une conductance cationique non sélective. Le Butaprost, un agoniste du récepteur EP2 de la PGE2, mime les effets de la PGE2, tandis que les agonistes des récepteurs EP1 et EP3 n'ont pas d'effet. L'activation du récepteur EP2 met en jeu la voie de transduction AMPc/PKA. Finalement, l'immunocytochimie confirme la présence du récepteur EP2 sur les neurones GnRH-GFP. Ces résultats montrent que la PGE2 entraîne une excitation puissante et directe de l'activité du neurone à GnRH. Comme la PGE2 est produite par l'astrocyte, elle pourrait agir comme un gliotransmetteur qui favoriserait la libération de GnRH principalement au moment du déclenchement de la puberté. En conclusion, cette étude montre les actions opposées sur le corps cellulaire des neurones à GnRH de deux substances non-synaptiques, qui contribuent de ce fait au contrôle multimodal qui s'exerce sur l'activité électrique du neurone à GnRH.