Soutenance de thèse de Zineb SOUALAH

The February 26, 2021

Étude 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 présentent une structure hétéropentamérique, avec 2 sous-unités  et 2 sous-unités , accompagnées d’une 3ème sous-unité, le plus souvent  ou . Ces sous-unités sont codées par un répertoire de 19. Il en découle une large hétérogénéité structurale, fonctionnelle et pharmacologique. Les RGABAA sont 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 doublemicroélectrode en potentiel imposé ou TEVC sur ovocyte de Xénope) et de modélisation moléculaire. Au 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 antiparasitaire, 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 6 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 - 6β3 - ou ternaire - 6β32S (synapti que) et 6β3 (extrasynaptique). 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’interaction du FPN a fait apparaître l’existence de deux sites de fixation putatifs sur les RGABAA 6β32S synaptiques, tout à fait en accord avec les résultats électrophysiologiques.

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 les 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 ovocytes de Xénope, les effets potentialisateurs positifs de l’EFX ont été caractérisés à partir de RGABAA 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 par les sous-unités γ ou δ, contrairement aux BZD, et 2) dépendent de la nature de la sous-unité α. Les effets modulateurs allostériques positifs se sont avérés plus élevés sur les RGABAA α2β3γ2S, α3β3γ2S et α6β3γ2S et très faibles pour les RGABAA α1β3γ2S, α4β3γ2S et α5β3γ2S. Par ailleurs, il apparaît aussi que l’EFX agit comme un agoniste partiel des RGABAA α2β3γ2S, α3β3γ2S, α6β3γ2S et α6β3δ, mais pas pour les RGABAA α1β3γ2S, α4β3γ2S, α4β3δ ni α5β3γ2S. Aux concentrations correspondant aux doses anxiolytiques, l’EFX présente des effets agonistes et allostériques significativement plus forts pour les RGABAA α2β3γ2S, α3β3γ2S, en accord avec ses effets anxiolytiques et l’absence d’effets secondaires. La construction d’un modèle moléculaire basé sur ces résultats a permis de proposer pour la 1ère fois que le site de fixation de l’EFX serait situé dans une poche hydrophobe, entre les sous-unités α et β dans la partie extracellulaire.
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.