Conséquences fonctionnelles de mutations affectant le récepteur de la vasopressine de type 2 et implications thérapeutiques

Le récepteur de la vasopressine de type 2 (V2R) joue un rôle crucial dans l’homéostasie  hydrique. Exprimé principalement au niveau du  rein, son activation par l’hormone antidiurétique arginine-vasopressine (AVP) favorise la réabsorption d’eau, participant ainsi à diminuer la diurèse. Plus de 200 mutations dans le gène du V2R ont été associées au diabète néphrogénique  insipide congénital (DINc), une maladie causée par une perte de fonction du récepteur. À l’opposé, trois mutations découvertes récemment induisent un gain de fonction du V2R, et sont la cause du syndrome néphrogénique de  l’anti-diurèse inappropriée  (NSIAD). Les travaux de cette thèse visent à mieux comprendre les bases moléculaires responsables de la perte ou du gain de fonction des récepteurs mutants associés à ces deux maladies.  Dans plus de 50% des cas, les mutations  faux-sens affectent négativement l’adoption  d’une conformation native par le V2R, provoquant la reconnaissance et la rétention intracellulaire des mutants par le système de contrôle de qualité du réticulum endoplasmique. Nos résultats ont démontré que l’interaction entre les récepteurs mutants et le chaperon moléculaire calnexine est dépendante de N-glycosylation et que sa durée varie en fonction de la mutation. De plus,  l’importance de cette modification  co-traductionnelle et des interactions lectines-sucres dans le processus de maturation d’un mutant donné s’est avérée une caractéristique  intrinsèque, puisque l’absence de N-glycosylation n’a pas affecté le mutant Y128S (phénotype léger) tandis que la maturation du mutant W164S (phénotype sévère) a  été totalement abolie. Nos résultats suggèrent  aussi que l’action des chaperons pharmacologiques (CP), molécules favorisant la maturation des mutants du V2R, peut survenir à différentes étapes au cours du processus de maturation, selon le  mutant réchappé. Ces différences entre muta nts suggèrent des processus biosynthétiques  ‘personnalisés’ dictés par  la nature de la mutation impliquée et pourraient expliquer la différence de sévérité des manifestations cliniques chez les patients porteurs de ces mutations.    Bien qu’une récupération de fonction ait été obtenue pour les mutants Y128S et W164S  par un traitement au CP, il n’en  est pas de même pour toutes les  mutations occasionnant un défaut conformationnel. C’est ce que nous avons démontré pour le mutant V88M, affligé de deux défauts, soit une faible efficacité de maturation combinée à une  basse affinité pour l’AVP. Dans ce cas, et malgré une augmentation du nombre de  récepteurs mutants la surface cellulaire, la diminution de l’affinité apparente du récepteur mutant pour l’AVP a été exacerbée par la présence résiduelle de CP à son site de liaison, rendant impossible l’activation du récepteur aux concentrations physiologiques d’AVP.  Les mutants R137C et R137L ont une activité constitutive élevée et mènent au NSIAD  tandis que la substitution de cette même arginine  par une histidine (R137H) mène au DINc. Ces trois mutants se sont avéré partager plusieurs caractéristiques,  dont une efficacité de maturation réduite et une désensibilisation spontanée élevée. La seule différence iden tifiée entre ces mutants  est leur niveau d’activité constitutive. Le CP utilisé dans nos études possède aussi la propriété d’agoniste inverse, mais n’a pourtant pas diminué l’activité constitutive  des mutants R137C/L, suggérant une conformation active ‘figée’. Seul  l’effet chaperon a été observé, entraînant la  hausse de récepteurs à la surface cellulaire, qui se traduit  par une augmentation de la production de second messager. Nous avons par contre  suggéré l’utilisation d’AVP puisqu’il favorise l’endocytose des récepteurs R137/L sans promouvoir  leur activation, diminuant ainsi le nombre de récepteurs actifs à la surface cellulaire. Nous avons identifié la première mutation occasionnant un gain de fonction du V2R qui n’implique pas l’arginine 137. Le mutant F229V a une activité constitutive élevée et, contrairement aux R137C et R137L, il n’est pas sujet à une  désensibilisation spontanée accrue. L’observation que des agonistes inverses sont  aptes à inhiber l’activité constitutive de ce nouveau mutant est une découverte importante puisque l’insuccès obtenu avec les mutations précédentes suggérait que  ces molécules n’étaient pas utiles pour le traitement du NSIAD.   Considérés globalement, ces travaux illustrent le caractère particulier des formes mutantes du V2R et l’importance de bien cerner les conséquences fonctionnelles des mutations afin d’apporter aux patients atteints de  DINc ou NSIAD une thérapie personnalisée, et de développer de nouveaux agents thérapeutiques adaptés aux besoins.

Keyphrases: Récepteurs couplés aux protéines G, Diabète insipide néphrogénique congénital, Arginine-vasopressine, Calnexine, Calnexin, Agoniste inverse, Syndrome néphrogénique de l'antidiurèse inappropriée, N-glycosylation, récepteur de la vasopressine de type 2