Caractérisation du rôle du neuromédine U récepteur 2 dans le déclenchement du travail préterme et développement de modulateurs peptidiques de son activité utérotonique pour prévenir la naissance prématurée

Abstract

Soixante-quinze pourcent des naissances prématurées sont dûes au travail préterme dans lequel les contractions myométriales sont causées par les protéines activatrices de l’utérus qui sont davantage induites en présence d’inflammation. De plus, naître prématurément augmente fortement les risques de mortalité et morbidité néonatales et/ou de complications à long terme. Pour le moment, les options pharmacologiques les plus utilisées en clinique sont celles qui préservent ou induisent la quiescence de l’utérus. Toutefois, les tocolytiques (agents inhibant les contractions) ne sont pas assez efficaces pour prolonger la gestation de plus de 48 heures et causent de nombreux effets indésirables chez la mère et le foetus. Nous avons récemment découvert que les neuropeptides neuromédines U (NmU) et S (NmS) favorisent la contraction utérine en induisant la relâche intracellulaire de calcium via le neuromédine U récepteur 2 (NmU-R2). Nous avons cherché à élucider l’implication de ce système pro-contractile dans le déclenchement du travail utérin à terme et préterme ainsi que le mécanisme d’action de NmU-R2 dans les myocytes myométriaux murins. Nous avons également caractérisé cinq petits peptides antagonistes du NmU-R2, conçus dans notre laboratoire, afin de choisir le meilleur candidat pour le développement d’un nouveau tocolytique. Jusqu’à présent, nos données montrent que: 1) NmU et NmS induisent la contraction utérine ex vivo et le travail utérin in vivo et la relâche intracellulaire de calcium in vitro de façon dose-dépendante, âge gestationnel-dépendante et NmU-R2-dépendante; 2) une activation transitoire (5-15 minutes) de Akt et Erk1/2 a lieu après stimulation in vitro avec NmU et NmS; 3) p38, JNK et c-jun ne sont pas impliqués dans la signalisation de NmU-R2; 4) le knock-down de NmU-R2 inhibe significativement cette activation de Akt et Erk1/2 en plus de réduire considérablement la relâche intracellulaire de calcium, démontrant que ces effets induits par NmU et NmS sont NmU-R2-dépendants; 5) la signalisation de NmU-R2 est exclusive à la fin de la gestation en approche du travail utérin; 6) le peptide 5 inhibe davantage la contraction utérine ex vivo (inhibition de 40-50%); 7) ces contractions utérines ne sont pas inhibées par le peptide scrambled; 8) les peptides 4 et 5 inhibent la relâche de calcium de façon dose-dépendante (IC50 de la courbe dose-réponse pour le peptide 5: 23nM); 9) la phosphorylation de Akt (mais pas de Erk1/2) est inhibée de manière dose-dépendante par le peptide 5. Ainsi, nos résultats suggèrent que NmU-R2 joue un rôle dans la contraction utérine, dans l’induction du travail préterme associé à l’infection et signale via Erk1/2, Akt et la relâche calcique dans les myocytes myométriaux dans l’utérus à terme. De plus, le peptide 5 a de meilleures propriétés antagonistes contre NmU-R2 et constitue le meilleur candidat pour développer un potentiel agent tocolytique contre NmU-R2 et prévenir le travail préterme. Très prochainement, il est prévu de poursuivre la caractérisation du peptide candidat anti-NmU-R2 afin de poursuivre le développement de cette molécule et de trouver une nouvelle thérapie potentielle pour prévenir la naissance prématurée.

Seventy-five percent of preterm births are due to preterm labor in which myometrial contractions are caused by uterine activation proteins, more expressed in an inflammatory context. Moreover, being born premature highly increase risks of neonatal mortality and morbidities and/or long-term complications. For now, the pharmacological options mostly used in clinic are the ones that preserve or induce the quiescence of the uterus. However, tocolytics (agents inhibiting contractions) are not efficient enough to prolong gestation for more than 48 hours and induce numerous maternal and fetal side effects. We recently discovered that neuropeptides called neuromedins U (NmU) and S (NmS) favor uterine contractions by inducing intracellular calcium release via the neuromedin U receptor 2 (NmUR2). We wanted to elucidate the implication of this pro-contractile system in the onset of term and preterm uterine labor as well as the mechanism of action of NmU-R2 in murine myometrial myocytes. We also characterized five small antagonist peptides against NmU-R2, designed in our laboratory, in order to select the best candidate for the development of a new tocolytic. Until now, our data show that: 1) NmU and NmS induce uterine contraction ex vivo, uterine labor in vivo and intracellular calcium release in vitro in a dose-dependant, gestational age-dependant and NmU-R2-dependant manner; 2) a transient activation (5-15 minutes) of Akt and Erk1/2 occurs after in vitro stimulation with NmU or NmS; 3) p38, JNK, c-jun are not involved in the signaling pathway of NmU-R2; 4) the knockdown of NmU-R2 significantly inhibits Akt and Erk1/2 activation and considerably reduce the intracellular calcium release, showing that these effects induced by NmU and NmS are NmU-R2-dependant; 5) the signaling of NmU-R2 is exclusive to the end of the gestation as we approach uterine labor; 6) peptide 5 inhibits uterine contraction ex vivo (40-50% inhibition); 7) these uterine contractions are not inhibited by the scrambled peptide; 8) peptides 4 and 5 inhibit the intracellular calcium release in a dose-dependant manner (IC50 of the dose-response curve for peptide 5: 23nM); 9) the phosphorylation of Akt (but not of Erk1/2) is inhibited in a dose-dependant manner by peptide 5. Therefore, our results suggest that NmU-R2 plays a role in the uterine contraction, in the induction of preterm labor associated with infection and that its signaling activates Erk1/2, Akt and the calcium release in myometrial myocytes within term uterus. In addition, peptide 5 possesses antagonist properties against NmU-R2, suggesting it as the best candidate for a potential tocolytic agent targeting NmU-R2 to prevent preterm labor. In the near future, it is planned to continue the characterization of the anti-NmU-R2 candidate peptide in order to pursue the development of the molecule and find a new potential therapy to prevent premature birth.