Evolution de la motricité utérine spontanée en fin de gestation -36 -30 -24 -18 -12 -6 50 100 150 200 250 Rat 15 20 25 30 35 40 1000 2000 3000 4000 5000 6000 weeks hours Human

Physiologie de la cellule musculaire lisse utérine (intégration de signaux endocriniens et nerveux) De l'état quiescent à la contraction Utérus = organe de la nidation/ implantation Structure: Innervation Vascularisation Variations anat. L'utérus est un organe contractile Mécanismes de la contraction Interaction des protéines contractiles Médiateurs intracellulaires de la contraction Ca2+, nucléotides cycliques, canaux K+ Facteurs de contrôle de la motricité utérine Stéroïdes Récepteurs membranaires couplés aux protéines G Agents stimulants Agents relaxants Transcriptome utérin (met en évidence d'autres signaux)

Utérus = organe de la nidation/ implantation in "La reproduction chez les mammifères et l'homme" Thibault & Levasseur eds, Ellipse/Inra, Paris, 2001.

Variations anatomiques Cordon ombilical L. A. Fœtus Placenta Utérus Membranes EHG Vagin Col Variations anatomiques Humain Rongeur Lagomorphes ruminants Utérus bicorne

Structure de la paroi utérine in "La reproduction chez les mammifères et l'homme" Thibault & Levasseur eds, Ellipse/Inra, Paris, 2001.

Innervation Autonome de l’utérus in "La reproduction chez les mammifères et l'homme" Thibault & Levasseur eds, Ellipse/Inra, Paris, 2001.

in "La reproduction chez les mammifères et l'homme" Thibault & Levasseur eds, Ellipse/Inra, Paris, 2001.

Neuromédiateurs bien caractérisés dans l'utérus in "La reproduction chez les mammifères et l'homme" Thibault & Levasseur eds, Ellipse/Inra, Paris, 2001.

Structures et fonctions particulières Caveolae Gap junctions Activité pace-maker

in Taggart, News Physiol Sci, 2001, 16, 61-65

in Carbonne et al., EMC, 2002, S-049-D-25, 19p

Fonction contractile de l'utérus Remontée des spermatozoides Distribution des embryons Menstruation (primates) Parturition/ accouchement Etude in vivo (PIU et EMG) Etude in vitro (lambeau musculaire isolé / stimulations de champs / mesure [Ca2+]i / patch clamp) Caractérisation biochim. & pharmacol. des messagers

CU chez la rate cyclique, fortement dépendantes du cycle ovarien

Parturition chez les primates Utérus "quiescent" activité découplée (GJs, syst. transduction procontractile déprimé) - 8 heures - 4 heures Utérus hypercontractile activité synchonisée rep. optimale aux agonistes contractiles Expulsion

Mécanismes moléculaires de la contraction Interaction des proteines contractiles Myosine, actine, MLCK, Ca2+-calmoduline (CaM) Calponine, caldesmone, "état loquet" Rho-A Médiateurs intracellulaires de la contraction Ca2+ libre Influx de Ca2+ Calcium intracellulaire - IP3 (IICR) - CICR, ryanodine - ATPase membranaires Nucléotides cycliques et relaxation AMPc GMPc PDEs

Récepteurs membranaires et systèmes de transduction dans la cellule musculaire de l’utérus

Phosphorylation MLC20 & Rho-associated-kinase (ROK) in Oh et al., J Vet Med Sci, 2003, 65, 43-50 Rat G19-G21) Tonic contractions Phasic contractions (Inhibiteur ROK)

Phosphorylation MLC20 & Rho-associated-kinase (ROK) in Oh et al., J Vet Med Sci, 2003, 65, 43-50 Phosphorylation MLC20 & Rho-associated-kinase (ROK)

Phosphorylation MLC20 & Rho-associated-kinase (ROK) (inhibiteur PKC) in Oh et al., J Vet Med Sci, 2003, 65, 43-50 Phosphorylation MLC20 & Rho-associated-kinase (ROK)

Phosphorylation MLC20 & Rho-associated-kinase (ROK) in Oh et al., J Vet Med Sci, 2003, 65, 43-50 Phosphorylation MLC20 & Rho-associated-kinase (ROK)

Phosphorylation MLC20 & Rho-associated-kinase (ROK) in Oh et al., J Vet Med Sci, 2003, 65, 43-50 Phosphorylation MLC20 & Rho-associated-kinase (ROK) C= rhoA cytosol M= rhoA membrane

in Breuiller-Fouché et al., Biol Reprod, 1998, 59, 153-159 + calphostin C (1µM) PKC dans les cellules myométriales humaines Phorbol 12-13 dibutyrate

in Breuiller-Fouché et al., Biol Reprod, 1998, 59, 153-159 PKC dans les cellules myométriales humaines Exposition 1µM PDB

PKC dans les cellules myométriales humaines in Breuiller-Fouché et al., Biol Reprod, 1998, 59, 153-159

Cyclic nucleotides in myometrial cells stimulus ATP GTP cyclases + + cAMP cGMP proteine kinase A proteine kinase G PHOSPHODIESTERASES Biological Responses Biological Responses 5’ AMP 5’ GMP

Induction de la PDE4B2 dans des cellules myométriales humaines IL-1b induit production PGE2 in Oger et al., JCEM, 2002, 87, 5524-5531

Induction de la PDE4B2 dans des cellules myométriales humaines in Oger et al., JCEM, 2002, 87, 5524-5531 Induction de la PDE4B2 dans des cellules myométriales humaines Induction cAMP par IL-1b

IICR et CICR dans myomètre de rat gravide (G21-G22) in Taggart, J Physiol, 1998, 511.1, 133-144 [Ca2+]i Cyclopiazionic acid IICR et CICR dans myomètre de rat gravide (G21-G22) Libère Ca2+ du reticulum

IICR et CICR dans myomètre de rat gravide (G21-G22) in Taggart, J Physiol, 1998, 511.1, 133-144 [Ca2+]i IICR et CICR dans myomètre de rat gravide (G21-G22)

Les facteurs régulateurs Stéroïdes E2: ERb inhibe  ERa P4: PRA inhibe  PRB Récepteurs membranaires ("GPCR") Stimulants PGs Ocytocine Endothéline Catécholamines Acétylcholine Relaxants beta2 adrénergiques NO relaxine

Profils stéroïdiens plasmatiques, prépartum in "La reproduction chez les mammifères et l'homme" Thibault & Levasseur eds, Ellipse/Inra, Paris, 2001.

Functional progesterone withdrawal at parturition A shift to PR-A dominance in myometrium at term together with a loss of PR in fetal membranes provides evidence for a functional progesterone withdrawal mechanism, which may facilitate the initiation of parturition in primates. in Haluska et al., J Soc Gynecol Investig 2002;9:125–36

Inhibition de la signalisation IP3/calcium (antagoniste ocytocine) SSR126768A antagoniste compétitif de l'ocytocine Déplacement de la réponse OT chez la rate vigile en cycle in Serradeil-Le Gal et al., JPET, 2004, 309, 414-424

Inhibition de la signalisation IP3/calcium (antagoniste ocytocine) Cellules myomètre humain préincubées avec fura 2-AM et stimulées par OT in Serradeil-Le Gal et al., JPET, 2004, 309, 414-424

Stimule signalisation AMPc ou inhibe signalisation IP3/calcium in Serradeil-Le Gal et al., JPET, 2004, 309, 414-424

Inhibition de la signalisation IP3/calcium (antag. endotheline-1) Cellules myométriales humaines cultivées dans un support collagène in Dallot et al., Biol Reprod, 2003, 68, 937-42 BQ123= inhibiteur ETA BQ788= inhibiteur ETB

Array layout for Human 1. 2. I and 1. 2. II Approches nouvelles par les techniques d’hybridation sur membranes (microarrays). Analyse du transcriptome 196 genes/ square, 1176 in total Array layout for Human 1. 2. I and 1. 2. II Transcription factors DNA binding proteins Oncogenes - cell cycle. channels - transduction Apoptosis – DNA repair Receptors – antigen Adhesion molecules Cytokines - GF - hormones

down-regulated genes in the myometrium Preterm  labor at term down-regulated genes in the myometrium adapté de Charpigny et al., Biol Reprod, 2003, 68, 2289-2296

up-regulated genes in the myometrium Preterm  labor at term up-regulated genes in the myometrium adapté de Charpigny et al., Biol Reprod, 2003, 68, 2289-2296

Cellule myométriale Rcs Ca2+ ~Calmoduline~ RE Ca2+ ROC VOC AMPc DAG Protéine G  adenylyl cyclase Gi Agents a2-adrénergiques b-adrénergiques PGE PGI2 Phosphodiestérase (Ca2+ calmoduline, GMPc) AMPc ATP Dégradation MLCK Rcs INHIBITION Kinase Myosine phosphorylée Ca2+ ~Calmoduline~ Cellule myométriale Fil. épais (myosine) RELAXATION CONTRACTION Fil. fin (actine) Ca2+ AMPc RE INHIBITION Ca2+ ROC VOC DAG a1-adrénergiques muscariniques Prostaglandines Ocytocine ATP Protéines G + PLC IP3 Rcs Synthèse protéique Multiplication cellulaire Différenciation Modulation des systèmes régulateurs (récepteurs aux hormones) ou effecteurs (protéines contractiles) NOYAU ADN ARNm Estrogènes progestérone AMPc DAG Ca2+ PKA PKC Phosphorylation de protéines Facteurs de croissance hormones Tyrosine kinase Rcs

Intégration des facteurs de contrôle de l ’activité contractile de l'utérus pendant la gestation Système nerveux central Placenta Utérus SN autonome Progestérone Subst. P Foetus CGRP Hypophyse NorAd. Membranes foetales Ach. NO Surrénales PGI2 Hypophyse foetale OT Adrénaline PGE/F Anencéphalie OT ? Surrénales foetales Facteurs utérorelaxants Facteurs utérotoniques