Rôle du système ANP/GC-A dans le maintien de l’homéostasie énergétique et le développement du diabète de type 2

Dégradation des peptides natriurétiques 

Le récepteur de clairance, NPRC

Structure du NPRC 

Le NPRC est le plus abondant des récepteurs aux PN (Maack, 1992). Il est exprimé dans de nombreux tissus comme le cœur, les poumons, le foie, les reins ,le placenta, les muscles lisses aortiques, les cellules endothéliales, le système nerveux central, les adipocytes, les muscles squelettique, le foie (Lincoln R. Potter, Abbey-Hosch, et Dickey 2006). Le NPRC est codé par le gène Npr3 (natriuretic peptide receptor 3) localisé sur les chromosomes 5 et 15 respectivement chez l’humain et la souris et il est constitué de 8 exons et 7 introns (Rahmutula et al. 2002). Contrairement au GC-A, ce récepteur est un homodimère dépourvu de domaine GC qui n’induit pas la synthèse de GMPc mais qui est impliqué dans la dégradation des PN. Avec un poids moléculaire de 65 kb, il est composé d’un domaine extracellulaire de 436 aa, un domaine transmembranaire de 23 aa et un domaine intracellulaire de 37 aa (Fuller et al. 1988). Le domaine extracellulaire du NPRC présente 30% d’homologie avec celui du GC-A (van den Akker 2001). L’affinité du NPRC est plus forte pour l’ANP que pour le BNP chez l’humain et le rat (Potter et al., 2006) ce qui peut expliquer la demi-vie plus longue du BNP comparée à l’ANP. 

Internalisation du NPRC 

C’est l’utilisation d’un analogue de l’ANP, le C-ANP4-23, qui a permis la découverte de la clairance des PN par le NPRC en 1987 (Maack et al. 1987). Dépourvu de la structure en anneau, le C-ANP4-23 est un agoniste sélectif et spécifique du NPRC. Il a été montré que dans le rein, le C-ANP4-23 occupe environs 99% des sites de liaison de l’ANP mais n’induit pas d’effet détectable sur ce tissu. Or, lors d’une infusion d’ANP chez le rat, une augmentation de l’excrétion de sodium et une diminution de la pression sanguine sont observées. De plus, quand les rats sont infusés avec du C-ANP4-23, les niveaux plasmatiques ainsi que les effets de l’ANP endogène sont augmentés, ce qui suggère l’existence d’un récepteur qui induirait la dégradation de l’ANP (Almeida et al. 1989). Des expériences complémentaires ont confirmé cette hypothèse et ont montré que le NPRC induit l’internalisation des PN et leur hydrolyse lysosomale pour les éliminer de la circulation. L’internalisation du NPRC est constitutive, elle a lieu même en absence de ligand. Lorsque l’on bloque la synthèse de novo du NPRC, les niveaux de récepteurs situés à la surface des cellules ne sont pas modifiés ce qui indique un recyclage important des NPRC internalisés (Nussenzveig, Lewicki, et Maack 1990). C) Signalisation du NPRC Longtemps considéré comme un simple récepteur de clairance, le NPRC a également un rôle physiologique. Il a été montré que le C-ANP4-23 inhibe l’activité adenylyl cyclase (AC) dans des CML vasculaires d’une façon dose dépendante et sans affecter les niveaux de GMPc. Lorsque la liaison du C-ANP4-23 au NPRC est bloquée par un ASO (antisense oligonucleotide), l’inhibition de l’AC est atténuée de façon dose et temps dépendante (Palaparti, Li, et AnandSrivastava 2000). De plus, d’autres études ont révélé que l’inhibition de l’activité AC via le NPRC implique son domaine cytoplasmique de 37 aa. Ce domaine lie et active les protéines Gi1/2, inhibitrices de l’AC, grâce à une séquence de 17 aa (Anand-Srivastava, Sehl, et Lowe 1996; Murthy et al. 2000). Cependant l’importance physiologique de cette voie activée par le NPRC est peu connue à ce jour. 

Dégradation enzymatique des peptides natriurétiques 

Les PN sont dégradés par des protéases extracellulaires et notamment la NEP (neprilysin) et l’IDE (insulin-degrading enzyme). Le BNP peut également être dégradé par la DPP4 et la méprine A mais peu de choses restent connues à ce jour sur la relevance physiologique de ces enzymes sur les concentrations plasmatiques de PN. 

La néprilysine

 La NEP est une métalloprotéase transmembranaire dépendante du zinc qui clive et dégrade plusieurs peptides sur des acides aminés de résidus hydrophobes comme les enképhalines, les angiotensines, l’ocytocine. Elle est localisée à la membrane des cardiomyocytes, fibroblastes, CML, cellules endothéliales et au niveau de la lumière du tubule proximal rénal (Vanneste et al. 1988). Sept sites de clivage de l’ANP par la NEP ont été identifiés (R4-S5, C7-F8, R11-M12, R14- I 15, G16-A17, G20-L21 and S25-F26) mais l’attaque initiale arrive entre la cystéine (C7) et la phénylalanine (F8). Elle coupe la structure en anneau ce qui désactive le peptide (Stephenson et Kenny 1987; Vanneste et al. 1988). La NEP clive le BNP humain au niveau des liaisons M5 puis au niveau de la liaison R17-I18 qui ne se trouvent pas dans la structure en anneau. De manière générale, la NEP cible préférentiellement l’ANP (Kenny, Bourne, et Ingram 1993).

L’enzyme dégradant l’insuline 

L’IDE est une métalloprotéase dépendante du zinc ubiquitaire impliquée dans la dégradation d’enzymes telles que l’insuline et l’EGF (epidermal growth factor). Elle présente également une forte affinité pour l’ANP (Müller et al. 1991). L’IDE clive séquentiellement l’ANP, premièrement au niveau des site S25-F26, puis au niveau des sites R3-R4, D13-R14 et termine entre C7 et F8 (Müller et al. 1992). De la même manière, le BNP est clivé au niveau des sites R24-R25 puis G6-R7 et D10-R11. L’IDE clive rapidement l’ANP le rendant incapable d’induire une augmentation de GMPc intracellulaire. L’IDE a une meilleure affinité pour les PN que la NEP (Kenny, Bourne, et Ingram 1993).