Parmi les différents types de canaux ioniques, les canaux potassium (K+) sont très largement exprimés au niveau des cellules eucaryotes. Ils se répartissent en plusieurs familles et sous-familles. Parmi celles-ci, les canaux K+ ATP-dépendants (KATP) représentent une classe tout à fait particulière. En effet, ils ont la particularité d’être sensibles à la concentration cytosolique d’ATP et permettent ainsi de coupler le potentiel membranaire de la cellule à son statut métabolique.
Le canal KATP est un complexe hétéro-octamérique constitué de 2 sous-unités : une sous-unité Kir6.x (Kir6.1 ou Kir6.2) formant le pore du canal et appartenant à la famille des canaux potassiques de type « inward rectifier », et une sous-unité régulatrice SURx (SUR 1 ou SUR2A/B) faisant partie des protéines ABC (ATP-binding cassette). L’expression hétérologue des sous-unités Kir6.x et SURx suivant différentes combinaisons conduit à la formation de plusieurs types de canaux KATP possédant des propriétés électro-physiologiques et des sensibilités aux nucléotides et aux agents pharmacologiques distinctes.
Les canaux KATP ont, à ce jour, été très peu étudiés dans la fonction de reproduction.
Au cours de ce travail, nous avons notamment caractérisé la répartition tissulaire des différentes sous-unités Kir6.x et SURx constitutives des canaux KATP dans les différents segments de l’appareil reproducteur du rongeur mâle. Des marquages immuno-histochimiques ont permis de détecter les sous-unités Kir6.2 et SUR2 au niveau du testicule, de l’épididyme et du canal déférent. Au niveau du testicule, ces marquages sont localisés dans les cellules de Sertoli, ainsi que dans les spermatides et les spermatozoïdes présents au centre du tube séminifère. Les cellules de l’épithelium épididymaire sont également marquées ainsi que les spermatozoïdes présents dans la lumière. De plus, le marquage Kir6.2 et SUR2 est présent dans l’épithélium du canal déférent et se retrouve au niveau de l’épithélium de plusieurs glandes annexes (prostate, vésicule séminale, glande de coagulation). Aucun marquage n’est détecté pour les sous-unités Kir6.1 et SUR1.
Une étude plus détaillée des marquages observés au niveau de l’épithélium épididymaire révèle une colocalisation des sous-unités Kir6.2 et SUR2 dans les cellules principales de l’épithélium épididymaire avec un marquage particulièrement intense au niveau de l’appareil de Golgi. La présence de ces deux sous-unités au sein de l’épididyme a été confirmée par immunoblots. La présence d’ARNm codant pour Kir6.2 et SUR2 a été détectée par RT-PCR à partir d’extraits d’ARN d’épididymes adultes et pré-pubères de souris. Nous avons également démontré, par immunofluorescence indirecte, une association Kir6.2 / SUR2 dans des échantillons d’épididymes humains, bovins, canins et félins.
Les marquages ont été répétés sur des étalements de spermatozoïdes provenant de rongeurs mais aussi d’autres espèces (humains, canins et équins). Les sous-unités Kir6.2, SUR2 mais également Kir6.1 ont été observées. Leur présence a été confirmée par immunoblotting. L’ARNm codant pour ces différentes sous-unités, mais pas pour la sous-unité SUR1, a été détecté par RT-PCR.
Nous avons tenté ensuite de mieux cerner le rôle physiologique potentiel des canaux KATP au niveau des spermatozoïdes de souris. Comme les canaux KATP participent indirectement au contrôle de l’activité des canaux calciques potentiel-dépendants et à l’influx de calcium, nous avons mesuré la concentration de calcium intracellulaire de spermatozoïdes isolés et incubés dans différentes conditions expérimentales. Nous avons pu démontrer que différents agents pharmacologiques connus pour inhiber l’activité des canaux KATP étaient susceptibles de provoquer une augmentation rapide et soutenue de la concentration cytosolique en Ca2+ libre de spermatozoïdes isolés et périfusés. L’absence de calcium extracellulaire abolit l’effet des inhibiteurs des canaux KATP, ce qui confirme le rôle de ces canaux ioniques dans le contrôle de l’influx de calcium au niveau des spermatozoïdes. Nous avons ensuite évalué l’implication des canaux KATP dans la réaction acrosomiale, processus physiologique calcium-dépendant indispensable à la fécondation de l’ovocyte. Pour ce faire, nous avons initialement validé une technique de détection et de quantification de la réaction acrosomiale pour le spermatozoïde de souris. Tous les agents pharmacologiques que nous avions précédemment testés et qui augmentaient la concentration cytosolique en Ca2+ libre, induisent également une réaction acrosomiale.
Dans le but de mieux cerner le rôle que pourraient jouer les canaux KATP dans les phénomènes sécrétoires participant à la fonction de reproduction, nous nous sommes intéressés au placenta humain dont le processus hormonal sécrétoire (hCG et hPL) est un processus Ca2+-dépendant bien caractérisé. Nous avons mis en évidence, par immunohistochimie, la présence des sous-unités Kir6.2 et SUR2 dans le syncytiotrophoblaste de placentas humains à terme. La présence de ces deux sous-unités a été confirmée par immunoblots et RT-PCR. La sécrétion d’hCG et d’HPL a été étudiée en réponse à divers agents pharmacologiques modulant l’activité des canaux KATP. Dans un modèle expérimental d’explants placentaires incubés, l’addition d’inhibiteurs et/ou d’activateurs des canaux KATP n’affecte pas, de manière significative, la sécrétion d’hCG et d’hPL.
En conclusion, nos travaux démontrent, pour la première fois, l’existence de différentes sous-unités formant les canaux KATP au niveau de plusieurs structures de l’appareil reproducteur. Dans le cas des spermatozoïdes, ces canaux semblent être fonctionnels et sont impliqués dans le contrôle de l’entrée de calcium.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:BICfB/oai:ulb.ac.be:ETDULB:ULBetd-12042009-160238 |
| Date | 10 June 2009 |
| Creators | Lybaert, Pascale |
| Contributors | Louryan Stéphane, Lebrun Philippe, Meuris Sylvain, Jouannet Pierre, Rijsselaere Tom, Delbaere Anne, Brion Jean-Pierre, Beauwens Renaud |
| Publisher | Universite Libre de Bruxelles |
| Source Sets | Bibliothèque interuniversitaire de la Communauté française de Belgique |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | text |
| Format | application/pdf |
| Source | http://theses.ulb.ac.be/ETD-db/collection/available/ULBetd-12042009-160238/ |
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