La réponse à l’hormone lutéinisante

La reproduction chez les mammifères est dépendante de nombreux signaux. Parmi ceux-ci, la sécrétion pulsatile de LH et de FSH a un rôle clé dans la régulation de la fonction gonadique. Dans le testicule, la LH agit via un récepteur membranaire sur la surface des cellules de Leydig. Le récepteur de la LH (LHR), via ses médiateurs intracellulaire, est responsable, entre autres, du maintien des processus métaboliques liés à la stéroïdogenèse (87). Il convient à ce moment de la dissertation de mentionner que l’hormone chorionique gonadotropique (hCG), similaire à la LH mais produite par le placenta lors de la grossesse, est couramment utilisée en laboratoire car elle possède plusieurs caractéristiques qui la rendent plus pratiques que la LH. Entre-autres, sa capacité de lier avec haute affinité le récepteur de la LH, sa stabilité et son abondance relative (87). Dans le cadre de cet essai, l’effet de la LH sur les cellules de Leydig sera considéré équivalent à celui de la hCG. Ainsi, l’une comme l’autre sera utilisée de façon interchangeable, bien que certaines évidences récentes ont démontré l’existence d’un biais pour l’une ou l’autre des possibles voies de signalisation en aval du récepteur, en fonction du ligand utilisé (125).

La liaison de la LH cause un changement de conformation du récepteur qui entraîne l’activation de la protéine G hétérotrimérique qui lui est associée. Cette activation induit ensuite l’activation de multiples voies de signalisation qui seront décrites aux paragraphes suivants.

Il est bien établi dans la littérature que la réponse à l’hormone lutéinisante dans les cellules stéroïdogéniques s’effectue principalement par l’intermédiaire de l’adénylate cyclase et du second messager AMPc (126, 127). En effet, l’expression de plusieurs gènes impliqués dans la stéroïdogenèse peut être stimulée par l’ajout d’analogues de l’AMPc et permet d’obtenir une réponse semblable en intensité à l’utilisation de LH (128). L’utilisation d’analogues de l’AMPc tels le 8-Bromo-cAMP et le dibutyryl-cAMP, peu ou pas hydrolysables par les enzymes cytoplasmiques, permet d’obtenir une réponse soutenue. Ces caractéristiques ont motivé leur utilisation dans bon nombre d’études ayant trait à la compréhension de la stéroïdogenèse. Malgré l’apport substantiel à la compréhension de la stéroïdogenèse que ces expériences ont apporté, il serait imprudent d’assumer qu’il s’agit de la seule voie de signalisation importante pour la stéroïdogenèse. Il n’en reste pas moins que les principales voies de signalisation impliquées dans la régulation de la stéroïdogenèse sont celles du calcium et de la PKA, deux effecteurs situés en aval de l’AMPc (129, 130). Diverses évidences ont été

mises de l’avant pour montrer que l’inhibition de ces effecteurs diminue grandement le potentiel stéroïdogénique des cellules de Leydig.

La stimulation du récepteur de la LH (LHR) active sa fonction de facteur d’échange de guanosine et active une protéine Gs. La sous unité Gα va alors s’associer à l’adénylate cyclase et produire de l’AMPc. La fonction de la sous-unité Gβγ est, dans le cas de la stéroïdogenèse des cellules de Leydig, moins claire (131, 132).

De toute évidence beaucoup d’autres voies secondaires sont activées par la LH, en particulier la voie de la protéine kinase C ainsi que de la phospholipase C (133-137). Certaines évidences semblent montrer une augmentation de la quantité d’IP3 et de calcium dans la cellule suite à une stimulation du LHR (87, 136, 138). Certaines autres évidences ne semblent pas montrer que cette voie est active dans les cellules de Leydig (132). À première vue, ceci semble aller à l’encontre de la logique puisque l’on sait que la voie des ERK/JNK est active dans les cellules de Leydig stimulées (119, 130). Il existe cependant un mécanisme alternatif par lequel il serait possible d’outrepasser l’activation de la PKC par le DAG, normalement nécessaire à l’activation de la voie ERK/JNK. Un facteur d’échange du GTP (EPAC) peut agir, en réponse à l’AMPc, comme activateur direct de la voie JNK/ERK (139). Cependant, des essais non publiés effectués dans le laboratoire du Dr Jacques J. Tremblay se sont montrés peu concluants pour faire la démonstration de l’importance de cette voie dans la stéroïdogenèse. Certains points restent donc à éclaircir sur l’importance de la voie PLC et de ses seconds messagers dans le contexte de la libération de calcium et de la stéroïdogenèse au sens large.

Parallèlement, il a été supposé que si la libération de calcium observée dans les cellules de Leydig n’est pas due à la fixation de l’IP3 au réticulum endoplasmique, alors la PKA pourrait par elle-même agir pour stimuler l’ouverture des canaux à ryanodine (140). Les données amassées par notre laboratoire semblent d’ailleurs pointer vers ce mécanisme d’action (129), mais il est clair que d’autres études restent à accomplir quant à l’importance de la phospholipase dans les cellules de Leydig. Ceci est d’autant plus vrai que les canaux à ryanodine sont normalement des canaux ion-dépendants et que l’ouverture des canaux calciques par l’IP3 pourrait être responsable d’une boucle de rétroaction positive via les récepteurs à la ryanodine. Ces derniers ont été démontrés comme étant nécessaires pour l’augmentation de la stéroïdogenèse en réponse à une stimulation (129).

Cette considération est complémentaire au fait que la surexpression transitoire de PKA constitutivement active ne semble pas suffire pour activer la libération de calcium dans les cellules de Leydig (141). Par ailleurs, des publications au niveau du cœur ont montré une hyperphosphorylation des canaux à ryanodine en réponse à la

stimulation du récepteur à l’adrénaline, d’une façon qui semble analogue à celle présente dans les cellules de Leydig via la LH. Par contre, dans le tissu cardiaque, il n’a pas été clairement démontré que cette hyperphosphorylation soit suffisante pour permettre à elle seule la libération de calcium dans le cytosol (142). Il en résulte que l’on ne peut accepter de considérer la voie de l’AMPc comme étant la seule voie responsable de la libération du calcium dans les cellules de Leydig. Il serait intéressant d’utiliser une approche de knockdown sur PKA pour évaluer la dynamique de libération de calcium en réponse à une stimulation par la LH.

Une chose semble plus certaine, c’est que l’inhibition de la libération de calcium inhibe aussi la stéroïdogenèse (129). La cible classique et principale du calcium est la voie menant à l’activation des kinases appartenant à la famille des calcium/calmodulin-dependent protein kinase (CAMK). Dans les cellules de Leydig, la forme principale est la CAMKI (143, 144). Cette dernière va être responsable de la phosphorylation de facteurs de transcription qui vont influencer le profil d’expression génique de la cellule. Dans le cas présent, la PKA, la CAMKI et la PKCε sont vraisemblablement les trois principaux facteurs responsables du changement d’expression des gènes dans les cellules de Leydig (130). Ces facteurs vont agir par l’entremise de facteurs de transcription dont plusieurs ont été identifiés dans le cadre de la régulation de la stéroïdogenèse.