Dans notre laboratoire, des études antérieures ont montré que la stimulation du récepteur AT[indice inférieur 2] par l'angiotensine II menait à l'activation des p42/p44[indice supérieur MAPK] (GENDRON et al., 1999) par une voie impliquant les protéines Rapt et B-Raf chez les cellules NG108-15 (GENDRON et al., 2003a) et que cette voie était nécessaire à l'élongation neuritique. Parallèlement à l'activation de la voie MAPK, il a été montré que le R-AT[indice inférieur 2] active la voie NOS/GCs/GMPc (GENDRON et al., 2002). Puisqu'il est connu que les protéines kinases C (PKC) participent à la différenciation neuronale dans certains types cellulaires, le but de mon travail a été de déterminer si les PKC pouvaient participer aux mécanismes initiaux menant à l'activation des voies précédemment décrites. Nos résultats indiquent que les isoformes [alpha], [epsilon], [iota] et [zéta] sont exprimées dans cette lignée cellulaire et que l'inhibiteur de PKC[alpha], le Gö6976, induit une élongation neuritique importante en plus d'une diminution de la prolifération. Lors de traitements courts avec l'Ang II, nos données indiquent qu'il y a translocation de PKC[alpha] de la membrane plasmique à la fraction soluble, entraînant ainsi son inactivation. De plus, le traitement des cellules avec le Gö6976 provoque l'inhibition de p21[indice supérieur ras] mais active Rap1 de façon similaire à l'Ang II. Par contre, l'inhibition de PKC[alpha] n'a pas d'effet sur la capacité de l'Ang II à activer les p42/p44 MAPK . L'ensemble de ces résultats indique que PKC[alpha] serait en amont de la cascade de signalisation des p42/p44[indice supérieur MAPK]. Ainsi, l'inhibition de PKC[alpha] mène à la diminution de l'activité de p21 ras et de la prolifération cellulaire, ce qui pourrait contribuer à favoriser l'activation de la voie menant à p42/p44[indice supérieur MAPK] et l'élongation neuritique. Les isoformes PKC[epsilon], et PKC[zéta] seraient impliquées dans des processus différents de PKC[alpha] puisque l'utilisation d'inhibiteurs pharmacologiques sélectifs, soit le Gö6983 (inhibe PKC[alpha] et PKC[zéta] ou le GF109203X (inhibe PKC[alpha] et PKC[epsilon]), a montré qu'ils induisent l'élongation neuritique de façon similaire à l'Ang II ou l'inhibiteur de PKC[alpha]. En conditions basales, PKC[zéta] est associée à l'actine tandis que l'activation du récepteur AT[indice inférieur 2] cause sa relocalisation dans le cytosol. Il pourrait s'agir d'un mécanisme de régulation de la polymérisation de l'actine. Pour sa part, l'isoforme [epsilon] semble impliquée dans la production de GMPc induite par le R-AT[indice inférieur 2]. De plus, la différenciation des cellules avec un traitement de 3 jours avec l'Ang II augmente l'association de PKC[epsilon] avec les microtubules. Cette isoforme pourrait être utile à la régulation de la ramification neuritique des cellules NG108-15. Ces résultats indiquent que les PKC sont impliquées dans la physiologie des cellules NG108-15, chacune ayant un rôle précis et distinct à jouer.

L'activation du récepteur AT[indice inférieur 2] de l'angiotensine II (Ang II) est associée à différentes réponses cellulaires dont l'inhibition de prolifération, le contrôle de l'apoptose et l'induction de la différenciation. Au cours du développement, le récepteur AT[indice inférieur 2] est fortement présent dans les tissus foetaux mais son expression chute drastiquement, quelques heures après la naissance. Chez l'adulte, seulement quelques tissus expriment ce récepteur (cellules glomérulées de la surrénale, utérus, cellules granulosa de l'ovaire et certaines zones du cerveau) mais sa ré-expression peut être observée au cours de certaines conditions pathologiques (défaillance cardiaque ou rénale, dommages tissulaires, lésions du système nerveux central). Ces observations suggèrent que le récepteur AT[indice inférieur 2] joue un rôle important au cours du développement, dans les processus de réponses aux blessures et dans les mécanismes d'adaptation. Dans les cellules NG108-15, l'activation du récepteur AT[indice inférieur 2] par l'Ang II induit la différenciation neuronale (Laflamme et al . 1996). Puisque les cibles intracellulaires du récepteur AT[indice inférieur 2] sont peu connues, le but de nos études était de déterminer les mécanismes d'action associés à son activation dans l'induction de l'élongation des neurites. Le récepteur AT[indice inférieur 2] n'est couplé à aucun des seconds messagers classiques (AMPc, production d'InsPs, Ca[indice supérieur 2+] ). Les effets connus du récepteur AT[indice inférieur 2] sont une augmentation ou une diminution des niveaux de monoxyde d'azote (NO) et de GMPc et, selon les modèles cellulaires et les conditions de culture utilisés, il peut activer ou inhiber les phosphatases et les p42/p44[indice supérieur mapk] en plus de modifier l'excitabilité membranaire (inhibition des courants calciques et activation des canaux potassiques). Dans les cellules NG108-15, nous avons trouvé que l'activation du récepteur AT[indice inférieur 2] par l'Ang II induit l'activation des p42/p44[indice supérieur mapk] par un mécanisme indépendant de la petite protéine G p21[indice supérieur ras] , un processus essentiel à l'induction de l'élongation des neurites (Gendron et al . 1999). Les travaux présentés dans le cadre de cette thèse montrent que la production de NO, suite à l'activation du récepteur AT[indice inférieur 2] par l'Ang II, est impliquée dans l'induction de la différenciation neuronale. Nous avons en effet observé que l'Ang II, par un mécanisme dépendant des protéines G[alpha indice inférieur i] , mène à une augmentation rapide des niveaux intracellulaires de GMPc, un second messager impliqué dans l'élongation et dans le branchement neuritique des cellules NG108-15. Bien que cette voie est essentielle à la différenciation neuronale, nous avons trouvé qu'elle n'est pas impliquée dans l'activation des p42/p44[indice supérieur mapk] .L'activation des p42/p44[indice supérieur mapk] par l'Ang II, qui est Ras- et NO-indépendante, est plutôt induite par une voie alternative impliquant les protéines Rap1 et B-Raf.L'application d'Ang II dans les cellules NG108-15 mène en effet à l'activation rapide de Rap1 (1-5 min) et de B-Raf (5-15 min), événement essentiel à la fois pour l'activation des p42/p44[indice supérieur mapk] et pour l'induction de la différenciation des cellules NG108-15. Finalement, nous avons montré que l'activation de cette voie se fait par un mécanisme indépendant de l'AMPc et de la PKA. Ensemble, nos résultats montrent que le récepteur AT[indice inférieur 2] active les voies nNOS/NO/GCs/GMPc et Rap1/B-Raf/MEK/MAPK, et que ces cascades participent de façon parallèle, à l'induction de la différenciation neuronale des cellules NG108-15, par un mécanisme indépendant de l'AMPc et de la PKA.

Le récepteur AT2 de l'Ang II est un récepteur dont les rôles et les mécanismes d'action font l'objet de nombreux débats. Les raisons de cette controverse sont d'une part que les effets liés à son activation dépendent du modèle utilisé, et d'autre part à l'absence de ligand sélectif non-peptidique, qui rendent les études in vivo difficiles. Dans le laboratoire, nous avons montré que l'activation du récepteur AT2 induit l'élongation neuritique dans un modèle n'exprimant que le récepteur AT2 , et les voies de signalisation impliquées ont été étudiées. Nous avons également caractérisé de nouveaux ligands sélectifs pour le récepteur AT2 , dont le M24. Les objectifs de mon projet étaient de 1) vérifier l'implication des membres de la famille des kinases Src (SFK) dans les voies de signalisation menant à l'élongation neuritique induite par le récepteur AT2 , 2) caractériser le M24 et un autre composé, le M132, sur les voies de signalisation et leurs effets dans les cellules NG108-15 et 3) vérifier l'expression et les effets du récepteur AT2 dans un contexte où le récepteur ATI est également présent, soit le cancer de la prostate. Les résultats obtenus avec un inhibiteur non-sélectif des membres SFK, le PP1, indiquent que les membres SFK sont requis pour que le récepteur AT 2 induise l'activation de TrkA, Rapl et p42/p44mapk . De plus, l'expression de la protéine Fyn native (Fyn-WT) augmente à elle seule l'élongation neuritique, alors que l'expression de sa forme dominant-négative (Fyn-DN) inhibe cet effet induit par l'Ang II. Cependant, aucun effet de Fyn-DN n'a été observé sur l'activation des voies de signalisation, indiquant que l'action de Fyn se situerait à un autre niveau. En deuxième lieu, les résultats obtenus sur la caractérisation des composés M24 et M132 indiquent que le M24 agit comme un agoniste du récepteur AT 2 , en induisant à une concentration de 0.1 nM l'élongation neuritique et l'activation des voies de signalisation de façon similaire à l'Ang II et au CGP42112A, un agoniste AT2 . D'un autre côté, le M132 agit davantage comme un antagoniste en inhibant les effets de l'Ang II à la fois sur les voies de signalisation et sur l'élongation neuritique et ce, de façon similaire au PD123,319, l'antagoniste AT 2 le plus fréquemment utilisé. Finalement, en utilisant du tissu prostatique humain, nous avons montré que le récepteur AT2 était exprimé dans le tissu prostatique normal et tumoral, et que sa localisation intracellulaire était modifiée par la progression tumorale, en passant de membranaire dans le tissu normal à intracellulaire dans le tissu tumoral. De plus, en utilisant des cellules épithéliales prostatiques normales en cultures primaires, une stimulation sélective du récepteur AT 2 par le M24 diminue la prolifération cellulaire, et cet effet est potentialisé par une co-incubation avec un inhibiteur du récepteur ATI, le losartan. Ainsi, lorsqu'il est exprimé seul, l'activation du récepteur AT2 induit une différenciation cellulaire. Par contre, en présence du récepteur ATI, son activation inhibe les effets induits normalement par celui-ci, notamment la prolifération cellulaire, dans un contexte de prolifération anormalement élevée. Ensemble, mes résultats montrent bien que les effets du récepteur AT 2 dépendent en grande partie du contexte dans lequel il est exprimé. De plus, la disponibilité de l'agoniste M24 et de l'antagoniste M132 ouvre la porte à de nouvelles études in vivo sur le récepteur AT2 , permettant sa stimulation sélective dans des modèles de nombreuses pathologies où il semble jouer un rôle protecteur, dont les maladies neurodégénératives et cardiovasculaires, le développement de l'obésité et de la résistance à l'insuline.

Résumé : Les patients diabétiques ont plus de risques d’être amputés d’une jambe en raison d’une plus faible néovascularisation suite à une ischémie. Nous avons montré une association entre une plus faible réponse angiogénique du VEGF chez les souris diabétiques (DM) et une augmentation de l’expression de SHP-1, pouvant être activée par les récepteurs (AT[indice inférieur 1]/AT[indice inférieur 2]). La délétion du récepteur AT[indice inférieur 2] chez des souris favorise l’angiogenèse dans le muscle ischémique, mais son rôle en condition diabétique demeure inconnu. Notre objectif est de vérifier si la délétion du récepteur AT[indice inférieur 2] chez des souris DM favorise l’angiogenèse suivant l’induction d’une ischémie. Des souris DM de type 1 déficientes (KO) ou non pour le récepteur AT[indice inférieur 2] ont été utilisées. L’ischémie a été induite par la ligature de l'artère fémorale. La perfusion sanguine a été mesurée pendant 2 ou 4 semaines avant la récolte des tissus. Les effets de l’ischémie sur l’expression des récepteurs AT[indice inférieur 1] et AT[indice inférieur 2], des phosphatases SHP-1, SHP-2 et PTP1B, ainsi que l’état de la voie de signalisation du VEGF ont été mesurés. Un essai phosphatase a aussi été effectué suite à l’immunoprécipitation de SHP-1 chez des BAECs stimulés au CGP42112A. Quatre semaines après la chirurgie, le flot sanguin dans le muscle ischémique des souris DM AT[indice inférieur 2]KO s’est rétabli plus rapidement (80%) comparativement à une récupération de 47% chez les souris DM contrôles. L’expression des facteurs pro-angiogéniques (HIF-1α et VEGF) était similaire dans tous les groupes après 2 semaines d’ischémie, mais diminuée chez les DM et retournait à un niveau basal chez les DM-AT[indice inférieur 2]KO après 4 semaines, suggérant un reperfusion plus rapide chez ces souris. La phosphorylation de Akt était aussi plus faible chez les souris DM contrôles mais était rétablie chez les souris AT[indice inférieur 2]KO après 4 semaines d’ischémie. L'expression de SHP-1 était doublée dans le muscle ischémique des souris DM, en comparaison aux souris non DM, un effet absent chez les souris DM AT[indice inférieur 2]KO. L’expression de SHP-2 et PTP1B ne variait pas chez les souris DM sauvages et AT[indice inférieur 2]KO. De plus, l’expression des récepteurs AT[indice inférieur 1] et AT[indice inférieur 2] est augmentée chez les souris DM sauvages en comparaison aux souris NDM. La stimulation du récepteur AT[indice inférieur 2] chez les BAECs a permis d’augmenter l’activité phosphatase de SHP-1. Nos résultats suggèrent que l’expression élevée d’AT[indice inférieur 2] chez les souris DM mène à la surexpression et/ou l’activation de SHP-1, inhibant le signal angiogénique issu du VEGF et empêchant la reperfusion sanguine suite à l’ischémie. / Abstract : Ischemia due to narrowing of femoral artery and distal vessels is a major cause of peripheral arterial disease and morbidity affecting patients with diabetes. We have previously reported that the inhibition of the angiogenic response to PDGF and VEGF in diabetic mice (DM) is associated with the increase expression of SHP-1, a protein that can be activated by the AT[subscript 2] receptor. It has been shown that the deletion of AT[subscript 2] receptor in mice promotes angiogenesis within the ischemic muscle, but its role in diabetic condition remains unknown. Our hypothesis is that AT[subscript 2] receptor induced SHP-1 which contributed to inhibition of pro-angiogenic factor actions in DM mice during ischemia. Non-DM and DM AT[subscript 2] null mice underwent femoral artery ligation. Blood perfusion was measured every week up to 4 weeks post-surgery. Expression of AT[subscript 1] and AT[subscript 2] receptors, SHP-1, SHP-2 and PTP1B, and VEGF pathway was evaluated. A phosphatase assay was executed to assess SHP-1 activity in bovine aortic endothelial cells (BAECs) following CGP42112A stimulation. Blood flow in the ischemic muscle of DM AT[subscript 2]KO mice recovered faster and up to 80% four weeks following the surgery, compared to a 47% recovery in DM mice. After four weeks, the expression of pro-angiogenic factors (HIF-1α and VEGF) was similar in each group after two weeks but diminished in the DM and remained at a basal state in the DM-AT[subscript 2]KO after four weeks suggesting a faster recovery process in these mice. Akt phosphorylation was also diminished in the DM mice but restored in DM AT[subscript 2]KO after four weeks of ischemia. SHP-1 expression was two times more elevated in DM compared to NDM mice, an effect that was not seen in AT[subscript 2]KO mice. SHP-2 and PTP1B expression did not varied in DM wildtype and AT[subscript 2]KO mice. Also, expression of AT[subscript 1] and AT[subscript 2] receptor was upregulated by diabetes in wildtype mice. Stimulation of AT[subscript 2] receptor in BAECs caused increased SHP-1 activity. Our results suggest that elevated expression of the AT[subscript 2] receptor in DM mice lead to up-regulation/activation of SHP-1, inhibiting the VEGF angiogenic signal causing diminished blood flow reperfusion following ischemia.