Electrophysiological, pharmacological and molecular analysis of factors that alter the effects of an insecticide, fipronil, on insect gaba receptors
Analyse électrophysiologique, pharmacologique et moléculaire de facteurs modulant les effets d'un insecticide, le fipronil, sur des récepteurs gabaergiques d'insectes
Résumé
Ionotropic GABA receptors (GABARs) are inhibited by insecticides such as phenylpyrazoles (fipronil). Two factors that might alter their sensitivity to fipronil were examined: 1) mRNA editing of a GABAR subunit, RDL and 2) PKC phosphorylation. Drosophila RDL subunit presents mutations (A301êS/G or T350êM) that result in insecticide resistance, as well as an editing site (R122êG) in the N-terminal domain. Functional effects of the R122êG editing were assessed by expressing several isoforms of the RDL subunit (mutated or not, edited or not) in Xenopus oocytes. The results show that R122êG editing leads to a decrease of RDL receptors to both GABA and fipronil. Two GABARs subtypes (GABAR1 and GABAR2) are expressed at the surface of Periplaneta americana isolated DUM neurons, GABAR2 being positively modulated by the CaMKII. This cellular model has been used to study, by the patch-clamp technique, GABARs regulation by PKC and its consequences on fipronil effects. GABAR2 appear to be more sensitive to PKC inhibition than GABAR1, and CaMKII potentiation occurs through PKC inhibition. GABAR2 being more sensitive to fipronil than GABAR1, its selective blockade by PKC induces an important decrease in the inhibition exerted by fipronil. The cloning of the RDL subunit in Periplaneta americana nerve cord and in DUM neurons reveals the presence of potential phosphorylation sites by PKC and CaMKII, as well as the existence of two RDL variants that differ by a twenty residues insertion in the M3-M4 loop.
Les récepteurs ionotropes du GABA (GABARs) sont inhibés par des insecticides tels que les phénylpyrazoles (fipronil). Deux facteurs susceptibles de modifier leur sensibilité au fipronil ont été examinés : 1) l'édition de l'ARNm d'une sous-unité de GABAR (RDL) et 2) la phosphorylation par la PKC. La sous-unité RDL de drosophile présente des mutations (A301êS/G et/ou T350êM) induisant une résistance aux insecticides, ainsi que des sites d'édition dont un dans le domaine N-terminal (R122êG). Les effets fonctionnels de l'édition R122êG ont été testés par expression de divers isoformes de la sous-unité RDL (mutés ou non, édités ou non) dans des ovocytes de xénope. Les résultats montrent que l'édition R122êG entraîne une réduction de la sensibilité des récepteurs RDL au GABA et au fipronil. Deux types de récepteurs (GABAR1 et GABAR2) sont exprimés à la surface des neurones DUM isolés de Periplaneta americana, les GABAR2 étant régulés positivement par la CaMKII. Ce modèle cellulaire a été utilisé pour étudier, par la technique du patch-clamp, la régulation des GABARs par la PKC et ses conséquences sur les effets du fipronil. Les GABAR2 apparaissent plus sensibles à l'inhibition par des PKC que les GABAR1, et la potentialisation de l'activité des GABAR2 par la CaMKII s'exerce via l'inhibition d'une PKC. Les GABAR2 étant plus sensibles au fipronil que les GABAR1, leur blocage sélectif par une PKC entraîne une réduction importante de l'inhibition exercée par le fipronil. Le clonage de la sous-unité RDL dans la chaîne nerveuse de la blatte et dans les neurones DUM révèle la présence de sites potentiels de phosphorylation par la PKC et la CaMKII ainsi que l'existence de deux variants différant par vingt résidus dans la boucle M3-M4.