La diminution de la biodisponibilité de la sérotonine (5-HT) en inhibant sa biosynthèse peut représenter un traitement complémentaire efficace de l'hypertension artérielle pulmonaire (HTAP). Nous avons évalué cette hypothèse en utilisant LP533401, qui inhibe la tryptophane hydroxylase 1 (TPH1), enzyme limitante de la biosynthèse de la sérotonine, exprimée dans l'intestin et les poumons, sans inhiber Tph2 exprimée dans les neurones. Méthodes et résultats - Les souris traitées à plusieurs reprises avec LP533401 (30-250 mg / kg par jour) ont présenté une diminution marquée du contenu en 5-HT dans le tube digestif, dans les poumons et dans le sang, mais pas dans le cerveau. Après une seule dose LP533401 (250 mg / kg), le contenu en 5-HT du poumon et l'intestin a diminué de 50%, tandis que les niveaux 5-HT sanguins sont restés inchangés, suggérant une synthèse de 5-HT dans l'intestin et des poumons. Le traitement par l'inhibiteur du transporteur de la 5-HT (5-HTT), le citalopram, a diminué le contenu en 5-HT dans le sang et les poumons, mais pas dans l'intestin. En transgénique, les souris SM22-5-HTT+, surexprimant 5-HTT dans les cellules musculaires lisses, développent spontanément de l'HTAP. Le traitement par 250 mg / kg par jour de LP533401 ou 10 mg / kg de citalopram par jour pendant 21 jours diminue nettement les taux de 5-HT dans les poumons et dans le sang, ainsi que la pression systolique du ventricule droit (VD), l'hypertrophie du VD, la muscularisation distale de l'artère pulmonaire et les cellules Ki67-positives (P< 0,001). Le traitement combiné avec les deux médicaments était plus efficace dans l'amélioration des paramètres hémodynamiques que chacun des médicaments seuls. Un traitement par LP533401 ou par citalopram empêche partiellement le développement de l'HTAP chez les souris de type sauvage exposées à l'hypoxie chronique. Le niveau de 5-HT dans les poumons et dans le sang était plus faible dans les souris hypoxiques que dans souris normoxiques et est encore diminué après traitement par LP533401 ou par citalopram. / Decreasing the bioavailability of serotonin (5-HT) by inhibiting its biosynthesis may represent a useful adjunctive treatment of pulmonary hypertension (PH). We assessed this hypothesis using LP533401, which inhibits the rate-limiting enzyme tryptophan hydroxylase 1 (Tph1) expressed in the gut and lung, without inhibiting Tph2 expressed in neurons. Mice treated repeatedly with LP533401 (30–250 mg/kg per day) exhibited marked 5-HT content reductions in the gut, lungs, and blood, but not in the brain. After a single LP533401 dose (250 mg/kg), lung and gut 5-HT contents decreased by 50%, whereas blood 5-HT levels remained unchanged, suggesting gut and lung 5-HT synthesis. Treatment with the 5-HT transporter (5-HTT) inhibitor citalopram decreased 5-HT contents in the blood and lungs but not in the gut. In transgenic SM22-5-HTT+ mice, which overexpress 5-HTT in smooth muscle cells and spontaneously develop PH, 250 mg/kg per day LP533401 or 10 mg/kg per day citalopram for 21 days markedly reduced lung and blood 5-HT levels, right ventricular (RV) systolic pressure, RV hypertrophy, distal pulmonary artery muscularization, and vascular Ki67-positive cells. Combined treatment with both drugs was more effective in improving PH-related hemodynamic parameters than either drug alone. LP533401 or citalopram treatment partially prevented PH development in wild-type mice exposed to chronic hypoxia. Lung and blood 5-HT levels were lower in hypoxic than in normoxic mice and decreased further after LP533401 or citalopram treatment. These results provide proof of concept that inhibiting Tph1 may represent a new therapeutic strategy for human PH.

La sérotonine (5-HT) est une monoamine découverte initialement dans le sang et les intestins, puis dans le système nerveux central (SNC). Son action est relayée par de nombreux récepteurs et par un transporteur de haute affinité. Dans le SNC, elle est impliquée dans de nombreux processus physiologiques tels que la régulation du cycle veille/sommeil, le contrôle de la température corporelle, de la pression artérielle, de la prise alimentaire et du comportement sexuel ou maternel. A la périphérie, la 5-HT est stockée majoritairement dans les plaquettes sanguines. Elle participe alors à la régulation de l'hémostase, des fonctions cardiaques ou encore de la motilité gastro-intestinale. L'implication du système sérotoninergique dans une telle diversité de fonctions laisse supposer que la synthèse de 5-HT fait l'objet d'une régulation fine. L'enzyme limitante de la voie de biosynthèse de la sérotonine est la tryptophane hydroxylase (TPH).<br /><br />Pour préciser le rôle de la sérotonine in vivo, l'invalidation constitutive du gène Tph par recombinaison homologue chez la souris a été réalisée au laboratoire. Cette approche nous a permis de montrer l'existence d'un second gène Tph, nommé Tph2, dont l'expression est spécifiquement neuronale dans les noyaux du raphé et dans les neurones myentériques. Le gène Tph1, non neuronal, est exprimé dans la glande pinéale et dans les cellules entérochromaffines et pourvoit à la production de la quasi-totalité de la sérotonine circulante. <br /><br />Les souris Tph1-/- générées au laboratoire, avec un taux de 5-HT réduit uniquement à la périphérie, développent à l'âge adulte une cardiomyopathie dilatée (CMD). La CMD entraîne progressivement une grave insuffisance cardiaque, causée par un défaut de la commande électrique cardiaque, ainsi que de la réponse mécanique du myocarde. Contrairement à tous les modèles animaux d'insuffisance cardiaque décrits à ce jour, les souris Tph1-/- n'ont aucune réserve contractile et sont incapables de répondre à une stimulation adrénergique qui sollicite la pompe cardiaque. L'importance du taux de sérotonine dans la circulation sanguine, et plus particulièrement dans le compartiment plasmatique, a été démontrée dans le développement de la CMD. Le faible taux de sérotonine circulante entraîne des modifications de l'expression d'au moins deux composants sérotoninergiques au niveau cardiaque : le récepteur 5-HT2B et le SERT.<br /><br />Dans une seconde partie de notre travail, l'analyse des souris mutées Tph1-/-, issues de mères avec un taux réduit de sérotonine circulante, a révélé le rôle essentiel de la sérotonine maternelle sur l'ontogenèse embryonnaire. De plus, l'âge d'apparition et la cinétique de progression de la cardiopathie observée chez la souris Tph1-/- adulte dépendent i) de leur taux individuel de sérotonine plasmatique ii) de leur fond génétique et iii) du génotype de leur mère.

<p>Understanding signalling pathways that control pancreatic endocrine tumour (PET) development and proliferation may reveal novel targets for therapeutic intervention. The pathogenesis for sporadic and hereditary PETs, apart from mutations of the <i>MEN1</i> and <i>VHL</i> tumour suppressor genes, is still elusive. The protein product of the <i>MEN1</i> gene, menin, regulates many genes. The aim of this thesis was to identify genes involved in pancreatic endocrine tumourigenesis, with special reference to Notch signalling.</p><p>Messenger RNA and protein expression of NOTCH1, HES1, HEY1, ASCL1, NEUROG3, NEUROD1, DLK1, POU3F4, PDX1, RPL10, DKK1 and TPH1 were studied in human PETs, sporadic and MEN 1, as well as in tumours from heterozygous <i>Men1</i> mice. For comparison, normal and <i>MEN1</i> non-tumourous human and mouse pancreatic specimens were used. Nuclear expression of HES1 was consistently absent in PETs. In mouse tumours this coincided with loss of menin expression, and there was a correlation between <i>Men1</i> expression and several Notch signalling factors. A new phenotype consisting of numerous menin-expressing endocrine cell clusters, smaller than islets, was found in <i>Men1</i> mice. Expression of NEUROG3 and NEUROD1 was predominantly localised to the cytoplasm in PETs and islets from MEN 1 patients and <i>Men1</i> mice, whereas expression was solely nuclear in wt mice. Differences in expression levels of Pou3f4, Rpl10 and Dlk1 between islets of <i>Men1</i> and wt mice were observed.</p><p>In addition, combined RNA interference and microarray expression analysis in the pancreatic endocrine cell line BON1 identified 158 target genes of ASCL1. For two of these, DKK1 (a negative regulator of the WNT/β-catenin signalling pathway) and TPH1, immunohistochemistry was performed on PETs. In concordance with the microarray finding, DKK1 expression showed an inverse relation to ASCL1 expression.</p><p>Altered subcellular localisation of HES1, NEUROD1 and NEUROG3 and down-regulation of DKK1 may contribute to tumourigenesis.</p>

Understanding signalling pathways that control pancreatic endocrine tumour (PET) development and proliferation may reveal novel targets for therapeutic intervention. The pathogenesis for sporadic and hereditary PETs, apart from mutations of the MEN1 and VHL tumour suppressor genes, is still elusive. The protein product of the MEN1 gene, menin, regulates many genes. The aim of this thesis was to identify genes involved in pancreatic endocrine tumourigenesis, with special reference to Notch signalling. Messenger RNA and protein expression of NOTCH1, HES1, HEY1, ASCL1, NEUROG3, NEUROD1, DLK1, POU3F4, PDX1, RPL10, DKK1 and TPH1 were studied in human PETs, sporadic and MEN 1, as well as in tumours from heterozygous Men1 mice. For comparison, normal and MEN1 non-tumourous human and mouse pancreatic specimens were used. Nuclear expression of HES1 was consistently absent in PETs. In mouse tumours this coincided with loss of menin expression, and there was a correlation between Men1 expression and several Notch signalling factors. A new phenotype consisting of numerous menin-expressing endocrine cell clusters, smaller than islets, was found in Men1 mice. Expression of NEUROG3 and NEUROD1 was predominantly localised to the cytoplasm in PETs and islets from MEN 1 patients and Men1 mice, whereas expression was solely nuclear in wt mice. Differences in expression levels of Pou3f4, Rpl10 and Dlk1 between islets of Men1 and wt mice were observed. In addition, combined RNA interference and microarray expression analysis in the pancreatic endocrine cell line BON1 identified 158 target genes of ASCL1. For two of these, DKK1 (a negative regulator of the WNT/β-catenin signalling pathway) and TPH1, immunohistochemistry was performed on PETs. In concordance with the microarray finding, DKK1 expression showed an inverse relation to ASCL1 expression. Altered subcellular localisation of HES1, NEUROD1 and NEUROG3 and down-regulation of DKK1 may contribute to tumourigenesis.