Transport d’iode par le transporteur de sodium/acide monocarboxylique SMCT1

Abstract

Le transporteur de Na+/ acide monocarboxylique sensible à l’ibuprofène (SMCT1) est exprimé dans la membrane apicale de plusieurs épithélia. Son rôle physiologique dans la glande thyroïde reste cependant obscur mais on présume qu’il pourrait agir comme un transporteur apical d’iode nécessaire pour la synthèse des hormones thyroïdiennes. Récemment, on a montré que SMCT1 possède un courant de fuite anionique sensible à [Na+]e qui permettrait de transporter l’iode de façon électrogénique. Cependant, un efflux d’iode sensible à l’ibuprofène, mais indépendant de la [Na+]e a été aussi observé sur des cultures primaires des thyrocytes porcins, suggérant un autre mécanisme de transport d’iode par SMCT1. Ce travail vise à comprendre les caractéristiques de ce genre de transport en utilisant comme modèle d’expression les ovocytes de Xenopus laevis. Les résultats obtenus des essais de captation d’iode radioactif montrent que SMCT1 présente un transport d’iode sensible à l’ibuprofène de l’ordre de 30nmol/ovocyte/h. Si ce transport est non saturable en iode (0-100 mM), il nécessite du Na+ dans la solution externe. En effet, le remplacement du Na+ extracellulaire par le NMDG inhibe complètement le transport. En outre, on s’est intéressé à exclure la possibilité de différents artefacts. En ayant trouvé que la grande majorité de l’iode radioactif se trouve dans la partie soluble de l’ovocyte, on exclut une liaison non spécifique de l’iode à la membrane cellulaire. Cependant, une bonne proportion de l’iode transporté pourrait être liée à des protéines à l’intérieur de l`ovocyte. En effet, on observe une réduction du transport d’iode dans les ovocytes exprimant SMCT1 de 81,6 ± 2 % en présence de 2 % BSA dans la solution extracellulaire. Également, on écarte la possibilité que le transport d’iode soit le résultat de la surexpression de protéines de transport endogènes dont les canaux chlore. Le transport d’iode semble spécifique à l’expression de SMCT1 et de manière intéressante à l’expression d’un autre transporteur de monocarboxylates, MCT1. L’analyse de l’ensemble des essais, y compris le fait que l’amplitude du transport observé est 20 fois plus grande que celle du courant de fuite nous mène à proposer que SMCT1 puisse transporter l’iode de façon électroneutre. Cependant, le mécanisme par lequel ceci est accompli n’est pas évident à identifier. L’utilisation d’un autre modèle cellulaire serait surement utile pour répondre à cette question.

Ibuprofen sensitive, Sodium Monocarboxylate Transporter (SMCT1) is expressed in the apical membrane of diverse epithelia. Its physiological role in the thyroid remains however unknown, but it has been proposed that SMCT1 could act as an apical iodide transporter required for the main function of the gland: the thyroid hormone synthesis. We previously reported that SMCT1 exhibit a [Na+]e sensible anionic leak current that could account for the electrogenic transport of iodide. However, an iodine efflux sensitive to ibuprofen but independent of [Na+]e, was also observed in primary cultures of porcine thyrocytes, suggesting another mechanism of iodine transport mediated by SMCT1. This work aims to understand the characteristics of this type of transport using Xenopus laevis oocytes as an SMCT1 expression system. By realising 125I uptakes, we found that SMCT1 transports iodide in an ibuprofen sensitive manner (30nmol/oocyte/h). While nonsaturable uptake iodide kinetics were observed, SMCT1 iodide transport was Na+ dependent as shown by the transport reduction when the [Na+]e is replaced by NMDG. The possibility of artifacts, such as non specific binding and the overexpression of endogenous proteins, was analysed. By observing that the vast majority of the radioactive iodide is found in the soluble portion of the oocyte, we excluded non-specific binding of iodide to the cell membrane. However, it is believed that most of the iodide entering the cell is not free and must be bound to some intracellular proteins. Indeed, there is a significant reduction of SMCT1-mediated iodide transport when 2% BSA is present at the extracellular solution. Furthermore, the lack of iodide transport when overexpressing other proteins than SMCT1, precludes the possibility of an overexpression of endogenous transport proteins like chloride channels for example. In fact, the transport of iodide appears to be specific to the expression of SMCT1 and interestingly of another monocarboxylate transporter MCT1. The analysis of all trials, including the fact that the amplitude of the observed transport is 20 times larger than the leak current lead us to propose that SMCT1 can carry iodide in an electroneutral manner. However, the mechanism by which this is accomplished is not easy to identify and future experiments will be necessary to determine whether this transport is observed in other SMCT1 expression systems.