Régulation de l’expression du Rgnrh dans l’hypophyse

2.2.1. Variations au cours du cycle œstrien et effets de stéroïdes sexuels

Des variations du nombre de RGnRH pendant le cycle œstrien ont été observées pour la première fois chez la ratte par liaison d’agoniste radiomarqué (Savoy-Moore et al., 1980). Dans l’hypophyse, la densité de sites liant l’agoniste est triplée entre le metestrus et le proestrus, puis chute rapidement après le pic préovulatoire de LH. Par la suite, les variations du nombre de récepteurs ont pu être corrélées avec des fluctuations du niveau d’expression des ARNm, ce niveau étant également maximal le matin du proestrus (Bauer-Dantoin et al., 1993). De même, des variations parallèles de l’expression du RGnRH et de son ARNm ont été observées chez la brebis, atteignant un maximum en fin de phase folliculaire puis diminuant après le pic de LH préovulatoire (Brooks et al., 1993). Ces variations sont également corrélées avec le taux plasmatique d’œstradiol, suggérant l’implication du stéroïde dans la régulation de l’expression du Rgnrh. Confortant cette hypothèse, la gonadectomie induit une augmentation du nombre de RGnRH hypophysaires chez le rat mâle ou femelle (Lerrant et

al., 1995), alors qu’une administration d’œstradiol, de progestérone ou de testostérone prévient cette

augmentation (Clayton et Catt, 1981). Ces expériences, qui mettent en évidence le rétrocontrôle négatif des stéroïdes sexuels sur le contrôle hypothalamo-hypophysaire de la fonction gonadique, ne sont pas démonstratives d’un effet direct des stéroïdes sur les cellules gonadotropes. Ces hormones pourraient agir indirectement via leurs effets sur la sécrétion de GnRH hypothalamique (voir § 1.1.1.d). Ainsi, les effets de la castration sont effectivement supprimés par l’administration d’un antagoniste de la GnRH (Kovacs et al., 2001). De même, l’administration de phénobarbital, bloquant la sécrétion de GnRH, empêche l’élévation des ARNm induite par l’œstradiol chez des rattes en proestrus au cours du rétrocontrôle positif précédant le pic de LH (Bauer-Dantoin et al., 1995). L’ensemble de ces observations suggère un rôle essentiel de la GnRH dans la régulation de l’expression de son propre récepteur. Un effet positif direct de l’œstradiol sur le taux d’ARNm du Rgnrh a néanmoins pu être observé sur des cultures primaires d’hypophyses de brebis et de ratte (Sealfon et al., 1990, Yasin et

al., 1995). Cet effet hypophysaire direct de l’œstradiol est également suggéré par l’étude d’un modèle

murin chez lequel le gène codant l’ERα a été invalidé de façon ciblé dans les cellules hypophysaires exprimant l’αGSU (Gieske et al., 2008). Chez les femelles, l’absence de récepteurs ERα dans les cellules gonadotropes se traduit par une absence d’ovulation, corrélée à une incapacité de ces

cellules à engendrer le pic préovulatoire de LH. Ce phénomène pourrait s’expliquer par l’impossibilité, pour les œstrogènes, de stimuler l’expression du Rgnrh en phase de préparation de la décharge ovulante.

2.2.2. Régulation homologue par la GnRH

Déjà évoquée au sujet des effets induits par l’activation du RGnRH (voir § 1.1.2.c) et comme suggérée dans le paragraphe précédent, l’implication de la GnRH dans la régulation de son propre récepteur est bien établie dans l’hypophyse. In vivo chez le rat, l’expression du récepteur est inhibée par l’administration d’un antagoniste de la GnRH (Kovacs et al., 2001). Les caractéristiques de la stimulation (pulsatilité/fréquence/durée) sont également déterminantes dans les effets induits sur l’expression du récepteur. Ainsi, dans des cultures primaires d’hypophyses de rat, l’administration pulsatile de GnRH (10nM pendant 6 minutes par heure) stimule l’expression des ARNm du récepteur, contrairement à une administration continue (Kaiser et al., 1993). Un intervalle de 30 minutes est optimal pour induire une augmentation du nombre de récepteurs in vivo (Katt et al., 1985). Dans les cellules αT3-1, le maintien d’une stimulation (100 nM) au-delà de 4 heures induit une diminution du niveau des ARNm du Rgnrh (Norwitz et al., 1999). Les mécanismes impliqués dans la régulation transcriptionnelle du récepteur par son ligand ont été partiellement élucidés et seront détaillés dans la partie 3.2.3. L’inhibition de l’expression du récepteur par une administration massive et prolongée de GnRH (1µM, 24 heures) dans les cellules αT3-1 pourrait également mettre en jeu un effet traductionnel, comme le suggèrent les travaux de Tsutsumi et collaborateurs (1995). Suite à ce traitement, le niveau d’expression du Rgnrh diminue de 25% sans que le taux d’ARNm soit affecté, mais ces ARN sont 40% moins efficaces que ceux de cellules non traitées pour induire la synthèse d’un récepteur fonctionnel dans des ovocytes de Xénope.

2.2.3. Régulation par le couple activine/inhibine

L’activine et l’inhibine sont deux hormones peptidiques gonadiques qui ont été initialement caractérisées sur leur capacité à réguler la sécrétion de FSH (pour revue : Gregory et Kaiser, 2004). L’activine se compose de deux sous-unités β (A ou B), qui s’associent pour former l’activine A (βAβA), l’activine B (βBβB) ou l’activine AB hétérodimérique. L’inhibine est constituée par l’association d’une sous-unité α avec l’une des deux sous-unités β. Elles appartiennent à la famille du TGF (Transforming Growth Factor) β et agissent via un récepteur à activité serine-thréonine kinase de type II. L’activine induit une hétérodimérisation du récepteur de type II avec le récepteur de type I, qui, phosphorylé, active à son tour la voie SMAD, aboutissant à l’activation de la transcription de gènes spécifiques. L’inhibine entre en compétition avec l’activine pour se lier au récepteur de type II, mais sans induire les effets de cette dernière. Cette intéraction conduit au recrutement d’un co-represseur, le β-glycane, qui à son tour augmente l’affinité de l’inhibine pour le récepteur II, renforçant ainsi le contrôle négatif qu’exerce l’inhibine.

Outre son rôle spécifique sur la sécrétion de FSH, le couple activine/inhibine régule l’expression du RGnRH, induisant ainsi des effets indirects sur la sécrétion des deux gonadotropines. Sur des cellules hypophysaires de ratte en culture, l’activine stimule la synthèse du RGnRH (Braden et Conn, 1992), et induit une augmentation du niveau de ses ARNm dans la lignée murine αT3-1 (Fernández-Vázquez et al., 1996). A l’inverse, dans des cultures primaires d’hypophyse de rat, l’inhibine diminue le nombre de récepteurs (Wang et al., 1988). Dans ce processus, la synthèse de nouveaux récepteurs ne serait pas affectée (Braden et al., 1990), suggérant un effet post- traductionnel de l’inhibine. En revanche, cette dernière diminuerait la synthèse du RGnRH induite par la GnRH (Braden et al., 1990). Ces régulations semblent cependant spécifiques des Rongeurs, puisque sur des cultures primaires hypophysaires de brebis, l’inhibine induit une augmentation du nombre de récepteurs (Laws et al., 1990) et potentialise la stimulation de la sécrétion de LH induite par la GnRH (Miller et Huang, 1985).

2.3 Les approches in vitro et le décryptage des combinatoires