Urotensin II (UII) and its paralog urotensin II-related peptide (URP) are twocyclic neuropeptides considered as the most potent endogenic vasoactive factorscharacterized so far. UII and URP interact with the UT receptor, classically coupled toa phospholipase C. Peripheral effects of both UII and URP, especially in thecardiovascular system, are well characterized. In contrast, the role in the centralnervous system remains unclear. UT is strongly expressed in motoneurons from thespinal cord, but also in a subpopulation of astrocytes localized in some brain areassuch as hippocampus and thalamus. Several groups showed that UII exhibits mitogeniceffect on UT-transfected cells as well as on native cells which naturally express thereceptor. The UII and UT expression has been reported in different tumoral cell lines,including ones derived from glioblastoma. In vivo, astrocyte proliferation is observedduring cerebral ontogenesis, neurodegenerative diseases and brain tumorigenesis.Taken together, these data led us to examine the role of UII and URP in astroglialactivity in physiological and pathophysiological conditions. This project aimed ati) characterizing UII and URP binding sites expressed by astrocytes and determiningthe transduction pathways involved, ii) testing a potent peptidic antagonist of UT inour model and iii) investigating a putative role of UII in pathologies associated withastrocyte proliferation.Several complementary methods allowed us to find the presence of mRNAencoding UT (RT-PCR), and of its protein (western blot, flow cytometry) in culturedrat cortical astrocytes. UII interacts with a very high- and high-affinity binding sitescoupled to a phospholipase C whereas URP binds a single receptor. Both peptidesstimulate the polyphosphoinositide (PIP) metabolism. Only very high-affinity bindingand UII-induced PIP metabolism increase are sensitive to pertussis toxin (PTX), a specificGi/Go protein blocker. Both UII and URP evoked a dose-dependent [Ca2+]c elevationwith an acute phase following by a plateau. However, sole the UII dose-response curveis biphasic with a biological activity observed at very low concentrations (10-11 M).Astrocyte response to UII and URP is abolished in the presence of U73122, aphospholipase C inhibitor, and the specific blockade of IP3 receptor-channels by2-APB strongly reduced both the peak and the plateau. Extracellular calcium chelationby EGTA partially inhibited the first phase and suppressed the plateau. The use ofspecific calcium channel blockers showed that the calcium influx mostly involvesT-type channels. These results indicate that both UII and URP, by activating UTexpressed by astrocytes, recruite calcium from intra- and extracellular pools via T-typechannels.Researchers from the lab designed several UII and URP analogs, such as[D-Trp4]URP, [Orn5]URP and [D-Tyr6]URP, which are able to block spasmogeniceffects of UII on rat aortic rings. Administered in the vinicity of astrocytes,[D-Trp4]URP and [D-Tyr6]URP provoke a [Ca2+]c increase similar to that observed withURP, whereas [Orn5]URP is devoid of any intrinsic activity. This compound induced adose-dependent inhibition of the calcium mobilization evoked by both UII and URP,with rightward-shift of the dose-response curves accompanied by a decrease ofefficiency. These results are the first characterization of a potent urotensinergicantagonist in a nervous native model, suggesting that [Orn5]URP is an interesting toolfor the development of new selective UT antagonists.The last part of my Ph.D work concerns the study of the potential role ofurotensinergic system on astrocyte proliferation and astroglial tumor development. Ourresults showed that only the application of graded concentrations of UII on astrocytesincreases cell density. In collaboration with Pr L’Houcine Ouafik (EMI-0359,Marseille), we measured mRNA levels of UII, URP and UT in tumoral cell lines,xenografts and human glioblastoma extracts. The four tumoral cell lines tested,derived from astrocytoma (SW1088 and SW1783) and glioblastoma (U87 and U138),express the genes encoding UII, URP and UT. A xenograft, resulting the U87 cellinjection in Nude mice, exhibits much greater levels of UII and UT mRNA than onesmeasured from cultured cell lines. However, all human glioblastoma samples testedexpressed UII, URP and UT mRNA. Nevertheless, statistical analysis of our datarevealed that only the UII and the UT gene expression levels are positively correlated.These results strongly suggest that the urotensinergic system may play an importantrole in the control of glial tumorigenesis.Taken together, these data indicate that, despite of their structural analogies, UIIand URP do not strictly share the same pharmacological profile and may exert distinctphysiological functions. In particular, UII might be involved in the control of cellproliferation, especially during tumorigenesis of glial cells. This work opens some newperspectives for astroglial tumor treatment., L’urotensine II (UII) et son paralogue l’urotensin II-related peptide (URP) sontdeux neuropeptides cycliques considérés comme les facteurs endogènes vasoactifs lesplus puissants caractérisés à ce jour. L’UII et l’URP interagissent avec le récepteurUT, classiquement couplé à une phospholipase C. Les effets périphériques, notammentcardiovasculaires de l’UII et de l’URP sont bien caractérisés. En revanche, le rôle dusystème urotensinergique au niveau cérébral reste très mal connu. L’UT est fortementexprimé dans les motoneurones de la moelle épinière mais également dans une souspopulationastrocytaire de certaines aires cérébrales comme l’hippocampe et lethalamus. Plusieurs groupes ont mis en évidence des effets mitogènes de l’UII sur descellules transfectées par l’ADNc codant l’UT, ou des cellules normales nativesconnues pour exprimer le récepteur. De plus, l’expression de l’UII et de l’UT a étémise en évidence dans différentes lignées tumorales dont certaines sont issues deglioblastomes. La prolifération des astrocytes peut être observée in vivo au cours del’ontogenèse cérébrale, de maladies neurodégénératives ou du développement detumeurs cérébrales. L’ensemble de ces données nous a conduit à étudier le rôle del’UII et de l’URP dans le contrôle de l’activité astrocytaire en conditionsphysiologiques et physiopathologiques. Le projet de recherche a consisté ài) caractériser les sites de liaison de l’UII et l’URP sur les astrocytes et déterminer lesvoies de transduction associées à leur activation, ii) valider un éventuel antagonistepeptidique de l’UT dans notre modèle et iii) rechercher un rôle potentiel de l’UIIin vivo dans certaines pathologies associées à une prolifération astrocytaire.Plusieurs approches complémentaires ont permis de mettre en évidence laprésence des ARNm codant l’UT (RT-PCR), et de la protéine (western blot,cytométrie en flux) dans les astrocytes corticaux de Rat en culture. L’UII interagit avecdes sites de très haute et haute affinités tandis que l’URP fixe un unique récepteur. Lesdeux peptides sont capables de stimuler le métabolisme des PIPs Seules la liaison (sitede très haute affinité) et l’activité stimulante de l’UII sur le métabolisme des PIP sontsensibles à la toxine pertussique (PTX), un bloqueur des protéines Gi/Go. L’UII etl’URP entraînent une élévation dose-dépendante de la [Ca2+]c dont le profil secaractérise par une phase aiguë suivie d’une phase plateau. Cependant, seule la courbedose-réponse de l’UII est biphasique avec une activité biologique observée dès 10-11M. La réponse des astrocytes à l’UII et l’URP est supprimée en présence d’U73122, uninhibiteur de phospholipase C, et le blocage des récepteurs-canaux de l’IP3 par le 2-APB réduit considérablement les deux phases calciques. La chélation du calciumextracellulaire par l’EGTA inhibe partiellement la première phase et supprime la phaseplateau. L’utilisation de bloqueurs sélectifs de canaux calciques montre que l’influx decalcium met majoritairement en jeu des canaux de type T. Ces résultats montrent quel’UII et l’URP, en activant l’UT exprimé par les astrocytes, mobilisent le calcium àpartir des pools intra- et extracellulaires principalement via le recrutement des canauxcalciques de type T.Les chercheurs du laboratoire ont synthétisé plusieurs dizaines d’analogues del’UII et de l’URP, dont le [D-Trp4]URP, l’[Orn5]URP et le [D-Tyr6]URP, qui sontcapables de bloquer les effets spasmogènes de l’UII sur des anneaux d’aortes de Rat.Appliqués au voisinage d’astrocytes, le [D-Trp4]URP et le [D-Tyr6]URP entraînent uneélévation de la [Ca2+]c semblable à celle observée avec l’URP, tandis que l’[Orn5]URPest dépourvu d’activité intrinsèque. Ce composé inhibe de façon dose-dépendante lamobilisation calcique induite par l’UII et l’URP et provoque un décalage vers la droitedes courbes doses-réponses associé à une diminution de leur efficacité. Ces résultatsconstituent la première caractérisation d’un puissant antagoniste urotensinergique surun modèle de cellules nerveuses natives et font de l’[Orn5]URP un outilparticulièrement intéressant pour le développement de nouveaux antagonistes sélectifsde l’UT.La dernière partie de mes travaux de thèse porte sur l’étude du rôle potentiel dusystème urotensinergique sur le contrôle de la prolifération cellulaire et ledéveloppement de tumeurs d’origine astrocytaire. Nos résultats montrent que seulel’application de concentrations croissantes d’UII sur des astrocytes entraîne uneélévation de la densité cellulaire. En collaboration avec le Pr L’Houcine Ouafik (EMI-0359, Marseille), nous avons mesuré les taux d’ARNm codant l’UII, l’URP et l’UTdans des extraits de lignées tumorales, de xénogreffes et de glioblastomes humains.Les quatre lignées tumorales testées, issues d’astrocytomes (SW1088 et SW1783) etde glioblastomes (U87 et U138), expriment les gènes codant l’UII, l’URP et l’UT. Lesxénogreffes, obtenues par injection de cellules U87 chez des souris immunodéprimées,présentent des taux d’UII et d’UT nettement supérieurs à ceux observés dans la lignée.Par ailleurs, tous les échantillons de glioblastomes humains testés expriment lesARNm codant l’UII, l’URP et l’UT. Cependant, l’analyse statistique des données arévélé que seuls les taux d’ARNm de l’UII sont corrélés à ceux de l’UT. Ces résultatssuggèrent que le système urotensinergique pourrait jouer un rôle important dans lecontrôle de la tumorigenèse cérébrale.L’ensemble de ces données indique qu’en dépit de leurs analogies structurales,l’UII et l’URP n’ont pas strictement le même profil pharmacologique et pourraientdonc exercer des rôles physiologiques distincts. En particulier, l’UII pourrait êtreimpliquée dans le contrôle de la prolifération de ces cellules, notamment dans le cas detumeurs cérébrales d’origine gliale. Ces travaux ouvrent ainsi de nouvellesperspectives de recherche dans le traitement des tumeurs cérébrales d’origineastrocytaire.