L’athérosclérose et ses complications demeurent une des causes majeures de décès dans les pays industrialisés. L’angioplastie coronarienne n’a pas cessé de progresser et atteint de hauts niveaux de réussite technique. Toutefois, des obstacles majeurs au succès à long terme de l'angioplastie persistent (Davies et Hagen, 1994). C’est le cas de la resténose. Plus de 30 à 60% des artères coronariennes ayant subies une angioplastie sont des cas de resténose, survenant durant la première année de la procédure (Kitazume et al, 1995). Plusieurs facteurs de risques menant vers la resténose post-angioplastie ont été relevés (Lau et Sigwart, 1993). L’hyperplasie intimale et le remodelage artériel sont identifiés comme les deux causes responsables de ce processus multifactoriel (Geary et al., 1998). Hypothèse de recherche : Des évidences suggèrent une implication de divers médiateurs vasoactifs et facteurs de croissances dans le processus resténotique. L’angiotensine II et les endothélines se présentent comme des éléments clés dans la prévention et l'atténuation de l'hyperplasie intimale dans les modèles expérimentaux. Objectif : Investiguer les rôles de ces deux familles de médiateurs dans l’hyperplasie intimale afin de mieux comprendre leurs mécanismes d’actions lors de la resténose post-angioplastie. Buts: 1) Vérifier les effets des bloqueurs de l'angiotensine II (antagonistes et inhibiteurs de l'enzyme de conversion de l’angiotensine II) dans le modèle de la carotide de rat; 2) Vérifier les effets des bloqueurs des endothélines (antagonistes et inhibiteurs de l'enzyme de conversion de l'endothéline) dans le modèle de la carotide de rat; 3) Tester les approches ayant montré une efficacité significative dans un nouveau modèle animal d’angioplastie: le modèle de la carotide de furet; 4) Développer de nouveaux outils et de nouvelles approches pharmacologiques (nouveaux composes, combinaisons, et formulations de microsphères); 5) Mettre au point un modèle intégré d’analyse pharmacotoxicologique chronique de moyenne durée chez le rat. Résultats: Les résultats révèlent un rôle des antagonistes du récepteur AT[indice inférieur 1], mais non ceux du récepteur AT[indice inférieur 2], de l'angiotensine II contre l'hyperplasie intimale dans le modèle d’angioplastie par ballonnet chez le rat mais pas chez le furet. L’inhibition limitée à 50% n’est pas améliorée, à dose égale, par une approche locale que procure l’utilisation des microsphères. Quant aux bloqueurs du système des endothélines, ils démontrent une efficacité similaire à atténuer l’hyperplasie intimale à celles des antagonistes de l’angiotensine II, dans le même modèle du rat. Le développement de la méthode d’administration continue a, de plus, permis de valider le prélèvement sanguin et les mesures hémodynamiques de façon chronique. Conclusions : Au moins deux systèmes sont impliqués dans l’hyperplasie intimale chez le rat. L’angiotensine II ne semble pas avoir un rôle dans l’hyperplasie intimale du furet même si ce modèle démontre une hyperplasie intimale bien évidente suite à la dilatation artérielle, telle qu’observée par d’autres équipes chez le porc. Le rat demeure un modèle utile mais limitée quant à l'interprétation et l'extrapolation que l'on peut en faire vers une application clinique, puisqu’une même approche thérapeutique est inefficace chez le furet. Une formulation permettant une action localisée, telle que l'application de microsphères contenant le médicament, n’a pas démontré une efficacité supérieure. Les effets anti-prolifératifs de bloqueurs des endothélines, dissociables de ceux relies aux bloqueurs de I’angiotensine II, suggèrent qu’une approche combinée pourrait mener à une efficacité supérieure contre l’hyperplasie intimale.

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.

L’angiotensine II (Ang II), une hormone jouant un rôle important dans l’homéostasie cardiovasculaire, produit la majorité de ses effets en activant le récepteur AT[indice inférieur 1] appartenant à la grande famille des GPCRs. Les sept domaines transmembranaires (TM) des GPCRs contribuent à former la pochette de liaison du ligand. Afin d’identifier les acides aminés du TM2 et du TM5 impliqués dans la formation de la pochette de liaison du récepteur AT[indice inférieur 1], nous avons utilisé l’approche SCAM qui consiste à évaluer les propriétés de liaison du récepteur suite à sa réaction avec le MTSEA. Le MTSEA alkyle les cystéines endogènes ou introduites par mutagénèse dirigée, causant ainsi un encombrement stérique qui interfère avec la liaison du ligand. Une série de mutants ont été produits en remplaçant successivement par une cystéine les résidus 70 à 94 du TM2 ainsi que les résidus 190 à 217 du TM5 du récepteur AT[indice inférieur 1] et de son mutant constitutivement actif N111G-AT1. Après le prétraitement avec le MTSEA, les mutants D74C, L81C, L83C, A85C, A89C ont montré une diminution significative d’affinité pour le ligand [indice supérieur 125]I-[Sar[indice supérieur 1],Ile[indice supérieur 8]]Ang II, suggérant que ces résidus sont orientés dans la pochette de liaison du récepteur AT[indice inférieur 1]. Le mutant D74C-N111G est devenu insensible au MTSEA, alors que la sensibilité de L81C-N111G fut diminuée. Par contre, le mutant V86C-N111G s’est avéré sensible au MTSEA. Ces résultats suggèrent que l’activation constitutive du récepteur AT[indice inférieur 1] implique un mouvement de pivot du TM2, favorisant le rapprochement du haut du TM2 vers la pochette de liaison. Pour le TM5, après le prétraitement avec le MTSEA, les mutants L197, N200, I201, G203 et F204 ont montré une diminution significative d’affinité pour le ligand [indice supérieur 125]I-[Sar[indice supérieur 1],Ile[indice supérieur 8]]Ang II, suggérant que ces résidus sont orientés dans la pochette de liaison du récepteur AT[indice inférieur 1]. Le mutant I201C-N111G est devenu plus sensible au MTSEA, alors que la sensibilité de G203C-N111G fut diminuée. Ces résultats suggèrent que l’activation constitutive du récepteur AT[indice inférieur 1] implique un mouvement de rotation du TM5 dans le sens anti-horaire. Le récepteur AT[indice inférieur 1] est connu pour coupler préférentiellement à la protéine G[indice inférieur q] et les propriétés fonctionnelles de ce récepteur ont surtout été évaluées en fonction de sa capacité à induire la production des inositol phosphates et à mobiliser le Ca[indice supérieur 2+] intracellulaire. Par contre, le récepteur AT[indice inférieur 1] interagit avec d’autres protéines G (G[indice inférieur i] et G[indice inférieur 12/13]) et active également des voies de signalisation indépendantes des protéines G (MAPK). Nous avons évalué une série d’analogues de l’Ang II pour leur capacité à inhiber ou activer plus ou moins sélectivement les diverses voies de signalisation en aval du récepteur. C’est la notion de sélectivité fonctionnelle. Nos résultats démontrent que les substitutions à la position 1 ne confèrent pas de sélectivité fonctionnelle, alors que les substitutions à la position 4 montrent un biais vers la signalisation la MAPK et que les substitutions à la position 8 montrent un biais pour le recrutement des β-arrestines.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

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Thèse (Ph. D.)--Université Laval, 2007. / Bibliogr. Bibliogr.: f. 149-175. Publié aussi en version électronique dans la Collection Mémoires et thèses électroniques.

Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2007. / Titre de l'écran-titre (visionné le 5 mai 2008). Bibliogr.

Thèses (Ph.D.)--Université de Sherbrooke (Canada), 2001. / Titre de l'écran-titre (visionné le 20 juin 2006). Publié aussi en version papier.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.