Study of the influence of progestin of gonane family on the respiratory drive determination of the implicated central mechanisms

Ce travail doctoral est consacré aux interactions entre la commande respiratoire et le désogestrel et son métabolite actif, l’étonogestrel. Le syndrome d’hypoventilation alvéolaire centrale congénitale (CCHS) est une pathologie neuro-respiratoire caractérisée par une absence de sensibilité à l’hypercapnie. Au sein du laboratoire, une observation a montré, chez deux patientes CCHS, une récupération de la chémosensibilité au CO2/H+ après exposition au désogestrel (Straus et al. 2010). Cependant, cette récupération n’étant pas systématique, il est important de caractériser les mécanismes d’action de ces molécules. Nous avons d’abord analysé rétrospectivement les variables respiratoires de base de ces deux patientes puis, chez le rongeur, utilisé différentes approches pharmacologiques et d’histologie fonctionnelle. Nous avons observé, chez les deux patientes CCHS, une augmentation de la fréquence respiratoire induite par le désogestrel. Chez l’animal, nous avons montré que l’étonogestrel exerçait un effet facilitateur bulbaire sur la fréquence respiratoire avec implication des systèmes sérotoninergiques. In vivo, l’étonogestrel exerce un effet dose-dépendant avec un effet facilitateur pour de faibles concentrations et un effet modérateur pour de plus fortes concentrations. D’autre part, nous avons montré que l’étonogestrel induit une potentialisation de la réponse à l’hypercapnie qui impliquerait des structures supra-bulbaires. Les résultats obtenus caractérisent les interactions de ce progestatif avec la commande respiratoire permettant d’ouvrir des perspectives quant aux conditions dans lesquelles des patients souffrant de ce syndrome pourraient recevoir ce progestatif dans le cadre d’un traitement.The present doctoral work was investigated after clinical observations in patients suffering of congenital central alveolar hypoventilation syndrome (CCHS). This pathology is characterized by a decrease in the sensitivity to hypercapnia. In our laboratory, an observation shown, in such patients, a recovery of the chemosensibility to CO2/H+ after exposure to a gonane progestin, the desogestrel (Straus et al. 2010). However, this recovery was not systematic. So, it is important to characterize action mechanisms of etonogestrel, the active metabolite of the desogestrel. We retrospectively analyzed basal respiratory variables in the two CCHS patients include in the previous study (Straus et al. 2010) and used pharmacological and functional histological approaches on in vivo and ex vivo rodents. In both CCHS patients, we observed an increase in basal respiratory frequency induced by desogestrel. Results obtained in ex vivo central nervous system preparations highlighted, in normocapnia, a facilitatory effect of etonogestrel on the respiratory frequency involving medullary serotoninergic mechanisms. In vivo, this facilitatory effect is observed at 10-4/10-3mg/kg of etonogestrel but not at 1mg/kg, suggesting the activation of 1moderator mechanisms depending on supramedullary or peripheral systems. Furthermore, a potentiation of the respiratory response to hypercapnia was observed after exposure to etonogestrel. Data coming from ex vivo experiments pointed out the involvement of supramedullary areas. To conclude, whole of results reveal or characterize interactions of gonane progestin with the respiratory driveleading to perspectives for determining the conditions in which CCHS patients may receive this progestin for their treatment