Nicolo Faedda

Interactions vasculaires et hormonales dans le cortex surrénalien: L'hyperaldostéronisme primaire (HAP) est la forme la plus fréquente d'hypertension artérielle secondaire,Il se caractérise par une production autonome d'aldostérone, due à un adénome produisant de l'aldostérone (APA) ou à une hyperplasie bilatérale des surrénales. Des mutations dans des gènes codant pour des canaux ioniques, des ATPases et d'autres gènes ont été identifiées dans les APA et les formes familiales d'HAP. Des études d'association pangénomiques ont aussi dentifié des loci génétiques associés à un risque accru d'HAP, aussi retrouvés dans l'hypertension artérielle (HTA), soutenant l'hypothèse qu'd'un rôle d'une dérégulation de l'aldostérone dans l'HTA en population générale. Le cortex surrénalien est formé de trois zones fonctionnelles : la zone glomérulée (zG) produisant l'aldostérone, la zone fasciculée (zF) produisant les glucocorticoïdes et, chez l'homme, la zone réticulée; remplacée par la zone X (zX) chez la souris. Le maintien et l'adaptation du cortex surrénalien est dû à un processus appelé transdifférenciation. Ce processus est crucial pour la fonction et le renouvellement surrénaliens, permettant l'adaptation aux stimuli physiologiques. Des données mécanistiques suggèrent que les gènes situés dans les loci de risque de l'HAP pourraient influencer le lignage cellulaire du cortex surrénalien, conduisant in fine à une hyperplasie et à la formation de nodules produisant l'aldostérone, avec un HAP dans les cas extrêmes. Nous avons émis l'hypothèse que cette susceptibilité génétique pourrait être modulée par des facteurs environnementaux, tels que l'apport sodé et le stress, conduisant à une altération de l'homéostasie du cortex surrénalien. L'objectif de ce travail était d'explorer l'adaptation du cortex surrénalien à différents régimes sodés et au traitement par dexaméthasone (DXM) par des analyses morphologiques, fonctionnelles et moléculaires. Nous avons généré un nouveau modèle murin, dans lequel la Cre recombinase est insérée dans la partie 3'UTR du gène Cyp11b2, Cyp11b2-cre. Ce modèle conserve une fonction normale de la zG, permettant l'étude de la physiologie de l'aldostérone. La caractérisation du lignage cellulaire chez la souris Cyp11b2+/cre::mTmG montre une progression typique de la transdifférenciation entre 2 et 12 semaines, associée à des changements d'expression de Cyp11b2 et Cyp11b1 et l'activation de la voie Wnt/ß-caténine. La transdifférenciation progresse dans la zX chez les femelles, révélant un lien inconnu entre les cellules de la zF et de la zX. Ces souris ont été soumises à un régime riche (HSD) ou pauvre (LSD) en sel, et à un traitement à la DXM. Ces traitements induisent des réponses différentes selon le sexe. Ainsi, la zG répond aux régimes LSD ou HSD par la modulant l'expression de Cyp11b2 sans changement structural significatif. A l'inverse, la DXM induit un remodelage du cortex surrénalien, avec une atrophie de la zF et une réponse sexuellement dimorphique de la zG, les males présentant un épaississement de la zG et une augmentation de l'aldostérone synthase. La transcriptomique spatiale a révélé des réponses sexuellement dimorphiques dans la composition cellulaire et l'activité transcriptionnelle. Chez les mâles, les cellules progénitrices se multiplient en réponse aux régimes sodés, tandis que chez les femelles, un renouvellement plus rapide du cortex pourrait avoir limité le besoin de moduler la transdifférentiation. Après une période de récupération, une normalisation de la structure surrénalienne est observée dans les deux sexes, les mâles présentant une réponse compensatoire plus marquée.

Sphingosine 1-phosphate (S1P) is a bioactive lipid that circulates in plasma bound to high-density lipoproteins (HDL) and albumin. Circulating S1P levels correlate positively with systolic blood pressure (BP) in hypertension and negatively with severity in septic shock and with left ventricular function in heart disease. In mice, isolated deficiency in HDL-S1P and endothelial cell S1P receptor (R)-1 both trigger hypertension, supporting an essential role for HDL-S1P in endothelial function. Physiological roles of albumin-S1P and myocyte S1PRs in the cardiovascular system remain incompletely defined. We report that mice lacking all circulating S1P pools display hypotension and lack of BP increase with age, which contrasts with HDL-S1P deficiency and suggests an essential role for albumin-S1P in cardiovascular homeostasis. Although cardiac output was preserved in a basal state, left ventricular systolic function and contractile reserve were reduced in the absence of circulating S1P. Cardiac function and BP were partially or fully normalized by transfusion of erythrocytes capable of S1P production. Hypotension was accompanied by reduced peripheral resistance, and albumin-S1P, but not S1P complexed to an HDL-like chaperone, dose-dependently increased vascular resistance in isolated perfused kidneys via S1PR3 and S1PR2. Epistatic analysis supported a critical role for S1PR3 in S1P-dependent BP maintenance and pointed to a distinct origin of the cardiac phenotype. We thus uncover an essential role for circulating S1P in maintaining BP and left ventricular systolic function in mice. Our results also highlight distinct functions for the pools of S1P bound to HDL and to albumin, carrying both diagnostic and therapeutic implications.

Structured Background: Primary aldosteronism is the most common form of secondary arterial hypertension, due to autonomous aldosterone production from the adrenal cortex. Genome wide association studies discovered genetic risk loci associated with the disease, which may affect adrenal cortex renewal, differentiation and lineage conversion. Genetic susceptibility may be modulated by environmental challenges. Method: Here we investigate how environmental cues affecting mineralocorticoid output modulate adrenal cortex homeostasis, cell lineage conversion and zone-specific transcriptional landscape. We have used a newly developed Cyp11b2 ^Cre mouse model and characterised its adaptation to a high or low salt diet (HSD, LSD ) , as well as dexamethasone (DEX) treatment. To explore underlying mechanisms, deep functional and morphological phenotyping, lineage tracing and spatial transcriptomics of the adrenal cortex were performed. Results: Cyp11b2 expression was detected in Cyp11b2 ^Cre - m T m G mice as early as day P1 in different areas of the ZG, associated with high plasma aldosterone levels, with lineage conversion of zona glomerulosa (ZG) into zona fasciculata (ZF) cells progressing between 2 and 9 weeks of age and a progressive reduction of ZG size and evolution of cell components of the adrenal cortex over time. Transdifferentiation progressed into the X-zone (ZX) in females, revealing a previously unrecognized connection between ZF and ZX cells in adult mice. A sexually dimorphic, reciprocal interaction between the ZG and the ZF in adapting to salt diets or DEX treatment was observed, involving changes in cell composition and transcriptional reprogramming of the three zones. Conclusion: HSD, LSD and DEX induce a sexually dimorphic cellular and transcriptional response, involving all layers of the adrenal cortex, and the reciprocal contribution of ZG and ZF cells, indicating functional interaction between adrenocortical zones in adapting to external cues.

BACKGROUND: Primary aldosteronism is the most common form of secondary hypertension. The most frequent genetic cause of aldosterone-producing adenomas is somatic mutations in the potassium channel KCNJ5. They affect the ion selectivity of the channel, with sodium influx leading to cell membrane depolarization and activation of calcium signaling, the major trigger for aldosterone biosynthesis. METHODS: To investigate how KCNJ5 mutations lead to the development of aldosterone-producing adenomas, we established an adrenocortical cell model in which sodium entry into the cells can be modulated on demand using chemogenetic tools [H295R-S2 α7-5HT3-R (α7-5HT3 receptor) cells]. We investigated their functional and molecular characteristics with regard to aldosterone biosynthesis and cell proliferation. RESULTS: A clonal cell line with stable expression of the chimeric α7-5HT3-R in H295R-S2 (human adrenocortical carcinoma cell line, Strain 2) cells was obtained. Increased sodium entry through α7-5HT3-R upon stimulation with uPSEM-817 (uPharmacologically Selective Effector Molecule-817) led to cell membrane depolarization, opening of voltage-gated Ca ²⁺ channels, and increased intracellular Ca ²⁺ concentrations, resulting in the stimulation of CYP11B2 expression and increased aldosterone biosynthesis. Increased intracellular sodium influx did not increase proliferation but rather induced apoptosis. RNA sequencing and steroidome analyses revealed unique profiles associated with Na ⁺ entry, with only partial overlap with Ang II (angiotensin II) or potassium-induced changes. CONCLUSIONS: H295R-S2 α7-5HT3-R cells are a new model reproducing the major features of cells harboring KCNJ5 mutations. Increased expression of CYP11B2 and stimulation of the mineralocorticoid biosynthesis pathway are associated with a decrease of cell proliferation and an increase of apoptosis, indicating that additional events may be required for the development of aldosterone-producing adenomas.