Etude de l’influence de la composition en sous-unités des récepteurs GABA de type A sur leur sensibilité à deux agents pharmacologiquement actifs, le fipronil et l’étifoxine

Les récepteurs de l'acide γ-aminobutyrique de type A (RGABAA) sont des récepteurs ionotropiques qui jouent un rôle majeur dans l’inhibition du système nerveux central. Ils sont par ailleurs impliqués dans de nombreux troubles neurobiologiques, tels que l’épilepsie ou l’anxiété. Les RGABAA présente une structure hétéropentamérique, avec 2 sous-unités α et β, accompagnées d’une 3ème sous-unité, le plus souvent γ ou δ. Ces sous-unités sont codées par un répertoire de 19 gènes. Il en découle une large hétérogénéité structurale, fonctionnelle et pharmacologique. Les R-GABAA sont donc les cibles de nombreux ligands, tels que les benzodiazépines (BZD), les anesthésiques généraux, l'éthanol, mais également de certains insecticides neurotoxiques. Les bases moléculaires de l’interaction des BZD avec les RGABAA sont assez bien caractérisées, mais pour de nombreux ligands tels que le FPN (FPN), un insecticide neurotoxique et l’étifoxine (EFX), un anxiolytique, les sites de fixation et les mécanismes d’action restent encore à définir. Les objectifs de cette thèse ont été d’étudier les mécanismes d’action de ces deux ligands et les relations structure-fonction de leur interaction avec les RGABAA par une approche électrophysiologique (technique de la double-microélectrode en potentiel imposé ou TEVC sur ovocyte de Xénope) et de modélisation moléculaire. En regard de ces objectifs, les résultats de cette thèse sont présentés en 2 parties. Dans la 1ère partie, nous avons mené une étude visant à mieux comprendre le mode d’action du FPN, utilisé principalement en France comme anti-parasitaire, mais qui présente un risque non négligeable de neurotoxicité pour l’homme et les mammifères. Nous avons montré que le FPN inhibe les courants induits par le GABA à partir de préparations de membrane de cervelet de rat transplantées dans l’ovocyte de Xénope (TEVC). Comme la sous-unité α6 est la plus abondante dans cet organe, elle a été co-exprimée dans l’ovocyte de Xénope avec la sous-unité β3, dans une configuration binaire - α6β3 - ou ternaire - α6β3γ2S synaptiques et α6β3δ extra-synaptiques. Ce travail a démontré que le FPN exerce des effets antagonistes de type non compétitifs plus prononcés sur les RGABAA synaptiques contenant la sous-unité γ2s. Le modèle moléculaire de l’intéraction du FPN a fait apparaître l’existence de 2 de fixation putatifs sur les RGABAA α6β3γ2S synaptiques entre les sous-unités α6 et γ2S, tout à fait en accord avec les résultats électrophysiologiques. Ce travail fait l’objet d’un manuscrit en 1er auteur qui sera soumis au journal « Neuropharmacology ».La 2ème partie de ma thèse est une étude du mode d’action de l’EFX, en tant qu’anxiolytique présentant peu d’effets secondaires en comparaison des BZD, par des approches combinant des études comportementales, de TEVC et de modélisation moléculaire. Nos résultats ont révélé qu’à doses anxiolytiques (25-50 mg/Kg, voie intrapéritonéale), l’EFX induit peu d’altérations neurologiques ou locomotrices contrairement au bromazépam, une BZD. Par TEVC sur ovocyte de Xénope, les effets potentialisateurs positifs de l’EFX ont été caractérisés à partir de R-GABAA contenant les sous-unités β3 et γ2S, accompagnées d’une des 6 sous-unités α (α1 à α6), permettant de reconstituer une grande partie du répertoire connu des RGABAA. Nos principaux résultats démontrent que les effets de l'EFX sur les courants induits par le GABA : 1) ne sont pas influencés ni par les sous-unités γ ni δ, contrairement aux BZD, et 2) dépendent de la nature de la sous-unité α. En conclusion, nos résultats confirment que la pharmacologie des RGABAA dépend en grande partie de leur composition en sous-unités. La combinaison d’études électrophysiologiques et de modélisation moléculaire constituent une approche importante dans ces études relation structure-fonction.