IP 3 et calcium

Comme mentionné préalablement, l’hydrolyse du PIP2 par la PLC produit également un autre messager second, l’IP3 (Streb et al., 1983). L’IP3 permet la relâche

calcique intracellulaire par une classe spécifique de canaux calciques qu’on appelle les récepteurs à l’IP3 (IP3R) qui sont localisés au niveau du réticulum sarcoplasmique ou

endoplasmique (Berridge et al., 1989; Taylor and Richardson, 1991). L’IP3 a une demi-

vie de quelques secondes. Suite à sa formation, il reforme rapidement du PIP2. Tout d’abord, il est transformé en inositol par trois déphosphorylations successives (cycle de l’inositol phosphate), qui le convertit en inositol 1-4-biphosphate (IP2), puis en inositol

4-phosphate (IP1) et, finalement, en myo-inositol libre, qui, par la suite, réincorpore un

nouvel inositol phospholipide (Voet and Voet, 1998). L’enzyme qui catalyse cette dernière étape, l’IP1 phosphatase, est inhibée par le lithium (Li+) (Allison and Stewart,

1971; Voet and Voet, 1998). L’inositol libre réagit avec un CTP-DAG pour former le phosphatidylinositol (PI), qui, à son tour, est phosphorylé en PIP2 par deux phosphorylations successives (Voet and Voet, 1998).

Cependant, la relâche du calcium provenant des réserves intracellulaires induite par l’IP3 est souvent suivie par une phase soutenue d’entrée calcique provenant du

milieu extracellulaire (Putney and McKay., 1999). En ce qui concerne les cellules du muscle lisse vasculaire, il y a deux principaux types de canaux calciques qui sont

impliqués dans l’élévation soutenue du calcium intracellulaire induite par les RCPG à la suite de l’activation des PLC: les canaux capacitifs également appelés capacitatifs ou «store-operated channels» (SOC) et les canaux récepteurs dépendants (ROC, pour receptor operated channels) (Villereal, 2006; Wang et al., 2008).

Les SOC sont des canaux ioniques localisés à la membrane plasmique (Hoth and Penner, 1992; Albert et al., 2007). Ils sont activés par la diminution de la concentration calcique à l’intérieur du réticulum endoplasmique et non par une augmentation ou une diminution de la concentration calcique cytosolique (Parekh and Putney, 2005). Dans plusieurs types cellulaires, incluant les CMLV, les SOC génèrent un courant rectifiant entrant nommé le «Ca2+ release activated Ca2+ current» (ICRAC) (Venkatachalam et al.,

2002; Parekh and Putney, 2005; Parekh and Penner, 1997). Deux protéines semblent être importantes pour le bon fonctionnement des SOC; la protéine Orai (Feske et al., 2006; Vig et al., 2006; Zhang et al., 2006), qui forme le pore du canal des SOC (Albert

et al., 2007) et de Stim1 (Roos et al., 2005; Liou et al., 2005; Wang et al., 2008), une

protéine du réticulum endoplasmique (Liou et al., 2005) qui fonctionne comme un senseur de calcium (Liou et al., 2005; Zhang et al., 2006). La diminution de la concentration calcique dans la lumière du réticulum endoplasmique provoque la translocation de Stim1 vers les régions du réticulum endoplasmique qui sont à proximité de la membrane plasmique (Wang et al., 2008;Yeromin et al., 2006). Ce transfert lui permet d’interagir directement avec l’Orai permettant ainsi l’ouverture des SOC et par conséquent à l’entré du calcium dans le RE (Wang et al., 2008;Yeromin et al., 2006).

Les ROC sont activés généralement suite à une stimulation d’un RCPG couplé aux PLC indépendamment de l’épuisement des réserves calciques internes. La classe canonique de la famille de canaux ioniques potentiels récepteurs transitoires (TRP) connues comme étant des canaux TRPC (11) est divisée en deux sous-groupes : (i) ceux qui sont activés par le DAG, TRPC3, TRPC6 et TRPC7; et (ii) ceux qui ne sont pas

activé par DAG, les TRPC1, TRPC4 et TRPC5 (Wang et al, 2008;Venkatachalam et al., 2002;Freichel et al., 2004; Dietrich et al., 2005a,b; Hofmann et al., 1999; Venkatachalam et al., 2003). TRP6 est fortement exprimé dans les CML (Inoue et al., 2001; Yu et al., 2003; Jung et al., 2002) et jouerait un rôle dans la signalisation calcique induite par un récepteur (Inoue et al., 2001; Yu et al., 2003; Jung et al., 2002; Albert et Large, 2003; Soboloff et al., 2005). En ce qui concerne les CMLV A7r5, Soboloff et ses collaborateurs ont montré qu’un courant cationique non sélectif sortant était généré par l’activation du récepteur à la vasopressine ou par l’analogue au DAG, le oleoyl-2- acetyl-sn-glycerol (OAG) (Soboloff et al., 2005). Dans cette étude l’utilisation du SiRNA contre TRP6 à permis de déterminer que l’augmentation des niveaux du calcium intracellulaire induite par TRP6 est due à l’activation d’un récepteur couplé à la PLC et non par l’épuisement des réserves calciques (Soboloff et al., 2005). Cependant, certaines études suggèrent que les TRPC peuvent être également activés par l’épuisement des réserves calciques (Vazquez et al., 2004). Par exemple, TRPC1 peut former un complexe hétérotétramère avec TRPC5. Il a été observé que ce complexe produisait un courant avec une conductance unitaire qui est similaire à ceux des SOC qu’on retrouve dans les CMLV (Trepakova et al., 2001; Golovina et., 2001; Alberts and Large, 2002).

L’augmentation du calcium intracellulaire régule un grand nombre de processus cellulaires. Par exemple, au niveau des CMLV et des cardiomyocytes, il permet la contraction de ces cellules (Iino and Tsukioka, 1994; Davis and Tikunova 2008; Voet and Voet, 1998). La contraction des MLV est déclenchée par le calcium parce que la kinase de la chaîne légère de la myosine (MLCK), enzyme qui phosphoryle les chaînes légères de myosine et stimule la contraction du muscle lisse, n’est activée que lorsqu’elle est associée au complexe Ca2+_{-calmoduline (Hirano, 2007; Voet and Voet,}

l’ATPase-Ca2+ de la membrane plasmique, la MLCK est désactivée, la MLC est déphosphorylée par la phosphatase de la MLC, ce qui entraîne la relaxation du muscle (Hirano, 2007; Voet and Voet, 1998) (Voet and Voet, 1998). Cependant, au niveau des cellules endothéliales, le calcium module la synthèse et la relâche des facteurs de croissance et des facteurs vasoactifs tels que l’endothéline-1 (ET-1), l’angiotensine II (Ang II) et le monoxyde d’azote (Busse et al., 1991; Inagami et al., 1995). Ainsi, l’ion Ca2+ _{est un messager second qui transmet les signaux extracellulaires vers l’intérieur}

d’une cellule.

2.4 Rôles physiologiques et pathologiques de la voie de signalisation de Gαq dans le