Characterization of novel biogenic amine receptors in the human bloodfluke «Schistosoma mansoni»

Abstract

The genome of the human bloodfluke Schistosoma mansoni encodes 18 putative biogenic amine-like G-protein-coupled receptors (GPCRs). These receptors are potential targets for the development of antischistosomal drugs. One of these sequences, SmGPR-1 (formerly SmGPCR), was previously cloned and was identified as a histamine receptor. In this study, we expanded the functional analysis of SmGPR-1 by studying its expression and tissue distribution both at the RNA and protein levels in different developmental stages of the parasite. In the second part of the study, we cloned and characterized two structurally related receptors, named SmGPR-2 and SmGPR-3. Bioinformatics analyses showed that the three receptors are members of a new clade of biogenic amine GPCRs and are characterized in part by the absence of a highly conserved aspartate (Asp3.32) of the third transmembrane domain. Like SmGPR-1, our first cloned receptor, SmGPR-2, was activated by histamine and its developmental expression at the mRNA level was similar to that of SmGPR-1, both receptors being upregulated in young schistosomula. However, their tissue localization was different. SmGPR-1 was enriched in the tegument, subtegumental musculature and the suckers, whereas SmGPR-2 was associated with neurons of the subtegumental plexuses. The distribution of these receptors correlated with that of histaminergic neurons, which were also detected in the subtegumental neuronal plexuses, the innervation of the suckers, elements of the central nervous system and transverse commissures. These studies suggest that histamine is an important neurotransmitter system in schistosomes. The third receptor investigated in this study, SmGPR-3, was not responsive to histamine but rather was found to have broad specificity for catecholamines, particularly dopamine and related metabolites. In vitro assays of cultured schistosomula revealed that many of the ligands that interact with SmGPR-3 also have strong effects on larval motilitAu génome de Schistosoma mansoni, un parasite sanguin de l'homme, on retrouve 18 récepteurs putatifs à amine biogène couplés aux protéines G (RCPG). Ces récepteurs ont un potentiel thérapeutique contre les infections aux schistosomes. La séquence SmGPR-1 (anciennement SmGPCR) a déjà été clonée et identifiée comme un récepteur à l'histamine. Une analyse fonctionnelle plus poussée de SmGPR-1 est l'objet de cette thèse. L'analyse de taux d'ARNm et de protéines à différents stades de développement du parasite a servi à l'étude de l'expression et la répartition tissulaire de SmGPR-1. Deux récepteurs similaires, de par leur structure, le SmGPR-2 et le SmGPR-3 ont été identifiés, clonés et caractérisés lors de cette étude. Suite à des analyses bioinformatiques, ces trois récepteurs ont révélé leur appartenance à une nouvelle variante de récepteurs à amine biogène couplés aux protéines G caractérisés par l'absence d'aspartate conservé (Asp3.32) dans le troisième domaine transmembranaire. Tout comme SmGPR-1, le récepteur SmGPR-2 est activé par l'histamine, et l'expression de l'ARNm est similaire à celle de SmGPR-1, les deux récepteurs étant régulés à la hausse chez les jeunes schistosomes. Toutefois, ils sont localisés à différents endroits, SmGPR-1 se retrouve dans le tégument, la musculature subtégumentaire et les ventouses, tandis que SmGPR-2 est associé aux plexus nerveux subtégumentaires. La localisation de ces récepteurs est similaire à celle des neurones histaminergiques que l'on retrouve dans les plexus nerveux subtégumentaires, l'innervation des ventouses, dans certains éléments du système nerveux central et les commissures transversales. Il semblerait que l'histamine soit un important système neurotransmetteur du schistosome. Le troisième récepteur identifié, SmGPR-3, n'est pas activé par l'histamine, mais semble démontrer une spécificité étendue aux catécholamines et tout particul