Rôle de la signalisation des récepteurs minéralocorticoïde et rétinoïque dans la physiologie du cortex surrénalien et le développement de l’hyperaldostéronisme primaire

Role of mineralocorticoid and retinoic acid signaling in the physiology of the adrenal cortex and the development of primary aldosteronism

• Auteur / Autrice : Rami El Zein
• Direction : Maria-Christina Zennaro
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physiologie et physiopathologie
• Date : Soutenance le 27/11/2019
• Etablissement(s) : Université Paris Cité
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Bio Sorbonne Paris Cité (Paris ; 2014-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Paris Centre de Recherche Cardiovasculaire (Paris ; 2010-....)
• Jury : Président / Présidente : Anne-Paule Gimenez-Roqueplo
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Anne-Paule Gimenez-Roqueplo, Eleanor Davies, Enzo Lalli, Hervé Lefebvre
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Eleanor Davies, Enzo Lalli

Mots clés

Mots clés contrôlés

Récepteurs des minéralocorticoïdes

Récepteur alpha de l'acide rétinoïque

Cortex surrénal

Hyperaldostéronisme

Mots clés libres

Hyperaldostéronisme primaire

Récepteur à l'acide rétinoïque alpha

Récepteur minéralocorticoïde

ClC-2

Cortex surrénalien

Primary aldosteronism

Retinoic acid receptor alpha

Mineralocorticoid receptor

ClC-2

Adrenal cortex

Résumé

L’hyperaldostéronisme primaire est la cause majeure d’hypertension artérielle secondaire. Des mutations somatiques récurrentes dans les gènes KCNJ5, CACNA1D, ATP1A1 et ATP2B3 ont été identifiées dans les adénomes produisant de l’aldostérone (APA). Bien que le rôle de ces mutations dans la régulation de la biosynthèse de l’aldostérone soit bien établi, les mécanismes impliqués dans la prolifération et la formation des APA restent à démontrer. L’objectif principal de mon projet de thèse était d’identifier le rôle de la signalisation des récepteurs à l’acide rétinoïque alpha (RARα) et minéralocorticoïde (MR) dans le développement des APA. Nous avons identifié la signalisation RARα comme étant un élément central dans la formation des nodules dans les surrénales de patients ayant un APA. L’inactivation de Rarα chez la souris induit une désorganisation structurelle et fonctionnelle majeure dans le cortex surrénalien dans les deux sexes, avec des modifications de l’architecture vasculaire et de la matrice extracellulaire, et une réduction de l’expression des gènes de la stéroïdogenèse. Ces anomalies sont dues à une augmentation de la prolifération, une réduction de l’expression de Vegfa et de la signalisation Wnt non canonique, sans modification de la voie Wnt canonique et de la signalisation PKA. La désorganisation de la corticosurrénale persiste avec l’âge, alors que les anomalies moléculaires touchant la voie Wnt et la voie du Vegfa et la réduction de l’expression des gènes de la stéroïdogenèse régressent. Notre étude suggère que RARα contribue au développement normal du cortex surrénalien, en modulant les signalisations Wnt et Vegfa. Mes travaux de thèse m’ont également amené à explorer le phénotype surrénalien des souris ayant une délétion du gène MR spécifique de la zone glomérulée du cortex surrénalien. Ce modèle a été généré en utilisant une ligné murine créée dans mon laboratoire d’accueil, où la Cre recombinase est exprimée sous le contrôle du promoteur du gène Cyp11b2. L’étude du phénotype surrénalien de souris Cyp11b2+/Cre::mrflx/flx révèle une désorganisation du cortex surrénalien chez les souris femelles. Cette désorganisation est caractérisée par une perte de la structure radiale dans certaines régions de la zone fasciculée. De plus, nous observons une expression ectopique de l’aldostérone synthase au niveau de la jonction cortico-médullaire, de même qu’une expression ectopique de la 11β-hydroxylase au niveau de la zone glomérulée dans certains cas. L’identification des mécanismes moléculaires associés à ce phénotype sont en cours d’étude. Enfin, pendant ma thèse j’ai également contribué à l’identification du rôle du canal chlorure ClC-2 dans l’hyperaldostéronisme primaire. Les résultats obtenus au cours de mon projet de thèse ont permis une meilleure compréhension des mécanismes impliqués dans les APA et ouvrent de perspectives pour l’identification de nouvelles cibles thérapeutiques dans l’hyperaldostéronisme primaire.

Primary aldosteronism is the major cause of secondary arterial hypertension. Recurrent somatic mutations in KCNJ5, CACNA1D, ATP1A1 and ATP2B3 have been identified in aldosterone producing adenoma (APA). Although the role of these mutations in regulating aldosterone biosynthesis has been clearly established, the mechanisms involved in proliferation and APA formation still remain to be elucidated. The main aim of my PhD project was to identify the role of the retinoic acid receptor alpha (RARα) and the mineralocorticoid receptor (MR) in the development of APA. We identified RARα signaling as a central molecular network involved in nodule formation in adrenals from patients with APA. Inactivation of Rarα in mice led to major structural and functional disorganization of the adrenal cortex in both sexes, with modifications of the vessel architecture and extracellular matrix and reduced expression of steroidogenic genes. These abnormalities were due to increased proliferation, decreased Vegfa expression and modifications in extracellular matrix components. Rarα inactivation reduces non-canonical Wnt signaling, without affecting the canonical Wnt pathway nor PKA signaling. Adrenal cortex disorganization persisted with aging, while molecular abnormalities affecting Wnt signaling and Vegfa and steroidogenic gene expression regressed. Our study suggests that Rarα contributes to normal adrenal cortex development, by modulating Wnt and Vegfa signaling. My PhD project also focused on the exploration of the adrenal phenotype of mice with an MR deletion specifically in the zona glomerulosa of the adrenal cortex. This model was generated using a mouse line created in the laboratory during my PhD, where the Cre recombinase is expressed under the control of the Cyp11b2 promoter. Cyp11b2+/Cre::mrflx/flx female mice exhibit adrenal cortex disorganization, characterized by loss of radial structure in certain areas of the zona fasciculata. We also observed ectopic expression of aldosterone synthase in the cortico-medullary junction and in some cases ectopic expression of 11β-hydroxylase in the zona glomerulosa. The identification of the molecular mechanisms involved in this phenotype is currently ongoing as more mice are being included in the study. Finally, during my PhD I have also contributed to the identification of the role of the chloride channel ClC-2 in primary aldosteronism. Results obtained during my PhD have allowed a better understanding of the mechanisms underlying APA development, and open new perspectives for the identification of therapeutic targets in primary aldosteronism.