Projet ANR-11-JSV1-0004 – NHEINT : Les échangeurs Na+/H+ des compartiments intracellulaires. Caracterisation biochimique et pharmacologique. Rôles physiologiques et implications dans des syndromes neurologiques.
Programme : JCJC - SVSE 1 - Physiologie, physiopathologie, santé publique (JCJC SVSE 1) 2011
Année de financement : 2011
Coordinateur du projet : Madame mallorie poet (CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE - DELEGATION REGIONALE COTE D'AZUR)
Partenaires : Institut de Pharmacologie Moléculaire et Cellulaire
Montant : 252716.0 euros
Date de début : 2012
Durée : 36 mois
Résumé : L’acidification des compartiments intracellulaires est cruciale dans de nombreux processus, comme la maturation des protéines, leur dégradation, le recyclage des récepteurs, leur désensibilisation ainsi que la charge en neurotransmetteurs des vésicules. Celle-ci fonctionne grâce à un processus d’état stationnaire qui couple une entrée constitutive de protons à une fuite régulable pour maintenir un pH spécifique des différents compartiments. Le mécanisme de charge en protons est médié par une V-ATPase responsable de l’entrée d’ions H+ et par les transporteurs ClC qui contrebalancent l’influx de charges positives apportées par les protons. L’identité moléculaire de la fuite de proton n’est pas encore bien établie. 
Trois isoformes d’échangeurs Na+/H+, à l’expression restreinte aux compartiments intracellulaire, ont été clonées. Leurs ARNm sont détectés dans la plupart des cellules et des tissus. Les gradients ioniques entre lumière des vésicules et cytoplasme font que thermodynamiquement ces échangeurs doivent faire sortir les protons vers le cytoplasme. Nous pensons qu’ils pourraient constituer le mécanisme de fuite mentionné plus haut. 
Malgré cette importance potentielle, ces échangeurs intracellulaires ont peu attiré l’attention de la communauté scientifique. Cependant, en 2006, une délétion du gène codant pour NHE-7 a été trouvée chez des patients atteints de retards mentaux et en 2008 deux études ont lié des défauts de NHE-6 et NHE-9 à des syndromes génétiques associant désordres cognitifs, épilepsie et dégénérescence cérébelleuse. Ceci suggère que le mécanisme de régulation du pH des compartiments intracellulaires à l’état stationnaire est lié à la plasticité cérébrale et aux fonctions cognitives par des mécanismes qui peuvent inclure le turnover des protéines, la désensibilisation des récepteurs ou encore la charge et décharge des neurotransmetteurs.
Nous proposons ici d’utiliser notre expérience sur les échangeurs Na+/H+ et les transports intracellulaires pour étudier en détail les caractéristiques fonctionnelles, les rôles et les implications physiopathologiques de ces échangeurs intracellulaires. Les différentes parties de notre proposition se déclinent de la façon suivante: 
(i) L’exploration des caractéristiques biochimiques et pharmacologiques des échangeurs Na+/H+ intracellulaires NHE-6, 7 et 9. Celle-ci s’est heurtée jusque là au manque d’accessibilité lié à leur expression intracellulaire. Nous avons réussi à contourner ce problème en sélectionnant des lignées cellulaires mutantes, capables de résister à de très fortes acidifications cellulaires, par l’expression forcée de NHE-6, 7 ou 9 à la membrane plasmique. Nous pouvons donc maintenant utiliser les techniques de mesures de transport développées au laboratoire pour étudier de façon quasi exhaustive la cinétique, la sélectivité ionique, la pharmacologie et la régulation de ces transporteurs.
(ii) L’utilisation d’une lignée de souris déficiente en NHE-6 pour étudier les désordres neuronaux provoqués par la perte de cet échangeur intracellulaire. 
(iii) Nous proposons d’utiliser les données obtenues pour développer une nouvelle approche pharmacologique ayant pour objectif de contrer les défauts d’acidification intracellulaire qui s’accumulent avec le vieillissement ou les épisodes ischémiques. Ceci produit une accumulation de dépôts (lipofuscine) toxiques pour les organes formés à partir de cellules postmitotiques (neurones, cardiomyocytes). Au lieu de tenter de réactiver le processus de charge en protons, nous proposons ici de construire des inhibiteurs des NHE intracellulaires pour bloquer leur fuite et compenser ainsi la perte d’acidification. 
(iv) Finalement nous proposons de rechercher des nouvelles mutations dans des gènes humains codant des échangeurs intracellulaires, en collaboration avec des collègues cliniciens ayant de jeunes patients présentant des désordres cognitifs associés à des crises d’épilepsie.