Entrée OMIM – * 139190 – GROWTH HORMONE-RELEASING HORMONE ; GHRH

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La GHRH est un peptide hypothalamique qui stimule la synthèse et la prolifération des cellules somatotrophes hypophysaires ainsi que la sécrétion de l’hormone de croissance (voir 139250). La GHRH est initialement synthétisée comme une préprohormone dont la séquence signal N-terminale est clivée enzymatiquement pour générer la forme mature de 44 acides aminés de la GHRH et un peptide C-terminal lié à la GHRH (GHRH-RP) (Alba et Salvatori, 2004).

Des observations cliniques attentives chez une femme atteinte du syndrome de Turner ont conduit à la caractérisation du facteur de libération de l’hormone de croissance (GHRF) en tant qu’entité moléculaire (Thorner et al., 1982). La patiente présentait une acromégalie classique et une fosse hypophysaire élargie, mais l’hypophyse était hyperplasique et non adénomateuse, ce qui suggère une stimulation d’une autre source. Thorner et al. (1982) ont découvert que le patient avait une tumeur pancréatique qui stimulait l’hypophyse. La tumeur pancréatique a été enlevée, son activité GHRF a été purifiée et séquencée, et son ADNc et son gène ont ensuite été clonés.

Gubler et al. (1983) ont proposé le nom de somatocrinine comme substitut du facteur de libération de l’hormone de croissance. Des preuves préliminaires ont suggéré que le peptide de 44 acides aminés isolé de tumeurs pancréatiques humaines est identique au GHRF hypothalamique. Gubler et al. (1983) ont cloné et séquencé l’ADNc du précurseur de la somatocrinine. Ils ont estimé que la préprosomatocrinine a une masse moléculaire de 13 kD.

Mayo et al. (1985) ont isolé et caractérisé des clones chevauchants à partir de bibliothèques génomiques humaines phage lambda et cosmid qui prédisent la structure entière du gène codant pour le GHRF. Le gène comporte 5 exons s’étendant sur 10 kb.

Une analyse par transfert de points de l’ADN provenant de chromosomes humains à haute résolution et à double trieur laser a indiqué que le gène GHRF est situé sur le chromosome 20 (Lebo et al., 1984 ; Mayo et al., 1985). Au moyen d’une sonde génétique dans des hybrides de cellules somatiques, Riddell et al. (1985) ont confirmé cette assignation.

Perez Jurado et al. (1994) ont identifié 2 PCR RFLP dans les introns A et C du gène GHRF et les ont utilisés dans une analyse de liaison avec le panel CEPH pour montrer que GHRF est situé dans une région proche du centromère entre D20S27 (assigné à 20p12.1-p11.23) et D20S16 (assigné à 20q12).

Gross (2014) a cartographié le gène GHRH sur le chromosome 20q11.23 en se basant sur un alignement de la séquence GHRH (GenBank BC098109) avec la séquence génomique (GRCh37).

Presumément, le polypeptide GHRF est mutant dans certains cas de déficit isolé en hormone de croissance. Sur 15 patients présentant un déficit en hormone de croissance, 3 semblaient présenter un défaut primaire au niveau hypophysaire et 8 un défaut secondaire car ils répondaient à l’administration de GHRH (Mitrakou et al., 1985). Thorner et al. (1988) ont rapporté l’utilisation de la GHRH dans le traitement de 24 enfants présentant un déficit en hormone de croissance.

Zimmerman et al. (1993) ont décrit un gigantisme congénital dû probablement à une hypersécrétion centrale de GHRH. Normal à la naissance (4,4 kg ; 53 cm), le patient de sexe masculin mesurait 182 cm et pesait 99,4 kg à l’âge de 7 ans. Les taux plasmatiques de base de l’hormone de croissance, nettement plus élevés, n’ont pas été supprimés lors d’un test de tolérance au glucose oral standard de 3 heures, mais ont augmenté de 54 % après une perfusion intraveineuse de GHRH. Les taux plasmatiques initiaux du facteur de croissance insulinique I, de la prolactine (PRL) et de la GHRH immunoréactive étaient également très élevés. L’imagerie par ordinateur de la tête a montré une grande masse sellaire et suprasellaire partiellement kystique. Un traitement préopératoire à l’octréotide et à la bromocriptine a permis de réduire de 25 % la masse tissulaire suprasellaire. Le tissu hypophysaire prélevé lors des opérations transsphénoïdales et transfrontales présentait une hyperplasie massive des somatotrophes, lactotrophes et mammosomatotrophes. Des zones de transformation adénomateuse des cellules sécrétant la GH et la PRL étaient également évidentes. Aucune preuve histologique ou immunochimique d’une source hypophysaire de GHRH n’a été trouvée. Les concentrations de GHRH immunoréactive dans le plasma périphérique n’ont pas été affectées par les interventions pharmacologiques et chirurgicales. On a pensé qu’un défaut congénital de régulation hypothalamique était responsable de l’excès de GHRH. Zimmerman et al. (1993) ont suggéré que l’hypersécrétion congénitale de GHRH pouvait être la cause du gigantisme dans d’autres cas qui se sont présentés pendant la petite enfance, comme le géant d’Alton (Behrens et Barr, 1932). Appelé le géant d’Alton parce qu’il venait d’Alton, dans l’Illinois, R.W. a été étudié à l’hôpital Barnes en 1930 ; il avait alors 12 ans et mesurait 208 cm. Le gigantisme acromégalique se produit avec le syndrome de McCune-Albright (174800). On ne sait pas si l’un ou l’autre de ces troubles présente une production excessive d’hormone de croissance hypophysaire résultant d’une hypersécrétion du GHRF. Scheithauer et al. (1984) ont examiné la survenue d’une acromégalie avec tumeur carcinoïde bronchique due à une sécrétion ectopique du facteur de libération de l’hormone de croissance. Les tumeurs des cellules des îlots pancréatiques sécrètent également le facteur de libération de l’hormone de croissance. Scheithauer et al. (1984) ont utilisé le terme de somatolibrinome pour ce groupe de néoplasmes fonctionnellement unique.

Russell-Aulet et al. (1999) ont mesuré la suppressibilité de la sécrétion de GH spontanée et stimulée par la GHRH par des doses graduelles d’un antagoniste compétitif spécifique des récepteurs de la GHRH chez des hommes jeunes et âgés en bonne santé. La GH nocturne était environ 30 % plus faible chez les personnes âgées que chez les jeunes. La courbe d’inhibition de la dose pour la sécrétion spontanée de GH était déplacée vers la gauche chez les hommes âgés par rapport aux hommes jeunes (P de 0,01). Les auteurs ont conclu qu’il existe une diminution liée à l’âge de la production hypothalamique endogène de GHRH contribuant à la baisse de GH associée à l’âge.

Flavell et al. (1996) ont induit une variété autosomique dominante de nanisme chez le rat par une rétro-inhibition locale du GHRF. Ceci a été réalisé par l’expression de l’hormone de croissance humaine ciblée sur les neurones du GHRF dans l’hypothalamus de rats transgéniques. Par immunocytochimie, l’hormone de croissance humaine a été détectée dans le cerveau des rats transgéniques, limitée à l’éminence médiane de l’hypothalamus. L’ARNm du GHRF était réduit dans l’hypothalamus de ces rats, contrairement à l’expression accrue du GHRF qui accompagne la déficience en hormone de croissance chez d’autres rats nains. L’ARNm de la GH endogène, la teneur en GH, la taille de l’hypophyse et le nombre de cellules somatotrophes étaient également réduits de manière significative chez les rats transgéniques. En revanche, les taux d’ACTH et de TSH hypophysaires étaient normaux.

Kiaris et al. (1999) ont cherché à savoir si le GHRH pouvait fonctionner comme un facteur de croissance autocrine/paracrine dans le carcinome pulmonaire à petites cellules (SCLC ; 182280). Deux lignées de SCLC cultivées in vitro ont exprimé l’ARNm pour le GHRH, qui a apparemment été traduit en peptide GHRH et ensuite sécrété par les cellules, comme le montre la détection d’une immunoréactivité semblable au GHRH dans le milieu conditionné des cellules cultivées in vitro. En outre, les niveaux d’immunoréactivité de type GHRH dans le sérum de souris nude portant des xénogreffes de SCLC étaient plus élevés que chez les souris sans tumeur. Ces résultats et d’autres suggèrent que la GHRH peut fonctionner comme un facteur de croissance autocrine dans les SCLC. Le traitement avec des analogues antagonistes du GHRH pourrait offrir une nouvelle approche pour le traitement du SCLC et d’autres cancers.

Gianotti et al. (2000) ont étudié les mécanismes qui sous-tendent l’inhibition de la sécrétion somatotrope induite par le facteur de croissance I analogue à l’insuline (IGF1 ; 147440) chez l’homme. Chez 6 jeunes volontaires normaux (toutes des femmes), ils ont étudié la réponse de la GH à la GHRH, à la fois seule et combinée à l’arginine, dont on pense qu’elle agit via l’inhibition de la libération de somatostatine (SS) hypothalamique, après prétraitement avec l’IGF1 humain recombinant (rhIGF1) ou un placebo. L’IGF1 humain recombinant a augmenté les taux d’IGF1 circulants de manière reproductible, et ces taux sont restés stables et dans la fourchette normale jusqu’à 90 minutes. La concentration moyenne de GH sur 3 heures avant l’arginine et/ou la GHRH n’a pas été modifiée par le placebo ou le rhIGF1. Après le placebo, la réponse de la GH à la GHRH a été remarquablement augmentée par la coadministration d’arginine. Les auteurs ont conclu que l’arginine contrecarre l’effet inhibiteur du rhIGF1 sur la réponse des somatotrophes à la GHRH chez l’homme. Ils ont également déduit que l’effet inhibiteur aigu du rhIGF1 sur la réponse de la GH à la GHRH a lieu au niveau de l’hypothalamus, peut-être via l’augmentation de la libération de SS, et que l’arginine contrecarre cette action.

Busto et al. (2002) ont identifié la présence d’une boucle stimulatrice autocrine/paracrine basée sur la GHRH et une variante d’épissage des récepteurs de la GHRH (139191) dans les cancers humains du pancréas, colorectaux et gastriques. Ceci a suggéré une approche d’une thérapie antitumorale basée sur le blocage de ce récepteur par des antagonistes spécifiques du GHRH.

Letsch et al. (2003) ont évalué les effets antiprolifératifs d’un antagoniste du GHRH, le JV-1-38, chez des souris nudes portant des xénogreffes sous-cutanées de 2 cancers de la prostate humains sensibles aux androgènes et de 1 cancer indépendant des androgènes. Dans les modèles sensibles aux androgènes, le JV-1-38 a considérablement renforcé l’effet antitumoral de la privation d’androgènes induite par la castration chirurgicale, mais il était inefficace lorsqu’il était administré seul. Cependant, dans le cancer indépendant des androgènes, le JV-1-38 seul pouvait inhiber la croissance tumorale de 57 % après 45 jours. Les résultats ont démontré que les antagonistes de la GHRH inhibent le cancer de la prostate androgéno-indépendant et, après combinaison avec la privation d’androgènes, également les tumeurs androgéno-sensibles. Ainsi, les antagonistes du GHRH pourraient être envisagés pour la gestion des cancers de la prostate androgéno-dépendants ou -indépendants.

Halmos et al. (2002) ont étudié l’expression du GHRH et des variantes d’épissage des récepteurs du GHRH, ainsi que les caractéristiques de liaison de l’isoforme du récepteur du GHRH, dans 20 spécimens chirurgicaux d’adénocarcinomes prostatiques humains confinés dans un organe et localement avancés. L’affinité et la densité des récepteurs pour le GHRH ont été déterminées par des essais de compétition de ligands basés sur la liaison de l’antagoniste du GHRH marqué au 125I, le JV-1-42, sur les membranes tumorales. Douze des 20 tumeurs (60 %) ont présenté une liaison spécifique de haute affinité pour le JV-1-42. L’ARNm de la variante d’épissage-1 a été détecté dans 13 des 20 (65%) spécimens de cancer de la prostate et était cohérent avec la présence d’une liaison au GHRH. Les analyses RT-PCR ont également révélé l’expression de l’ARNm du GHRH dans 13 des 15 (86 %) spécimens de carcinome prostatique examinés. La présence de GHRH et de ses variantes d’épissage du récepteur tumoral dans les cancers de la prostate a suggéré l’existence possible d’une boucle mitogène autocrine.

Kanashiro et al. (2003) ont constaté que la lignée cellulaire de carcinome pulmonaire à petites cellules DMS-153 exprimait des ARNm pour le GHRH et les variants d’épissage 1 et 2 du GHRHR, ce qui suggère que le GHRH est un facteur de croissance autocrine. En outre, la prolifération de la lignée cellulaire in vitro a été stimulée par le GRP (137260) et l’IGF2 (147470) et inhibée par un antagoniste de la GHRH. Kanashiro et al. (2003) ont examiné les effets des antagonistes de la GHRH et du GRP sur les tumeurs produites par les cellules DMS-153 xénogreffées dans des souris nude. Le traitement avec un antagoniste de la GHRH a réduit le volume des tumeurs de 28 %, tandis qu’un antagoniste du GRP a réduit le volume des tumeurs de 77 %. Une combinaison des deux antagonistes a réduit le volume tumoral de 95 %. Une analyse par western blot a indiqué que les effets antitumoraux étaient associés à une expression réduite de TP53 (191170) contenant une mutation associée à la tumeur. Les taux sériques d’Igf1 ont été diminués chez les animaux recevant des antagonistes de la GHRH, et les taux d’ARNm d’Igf2, du récepteur d’Igf-1 (147370), du récepteur de Grp (305670) et du récepteur d’Egf (131550) ont été réduits après le traitement combiné.

Jessup et al. (2003) ont cherché à savoir si la GHRH endogène avait des effets différentiels et spécifiques au sexe sur les niveaux de GH interpulsés. Six hommes et 5 femmes en bonne santé, âgés de 20 à 28 ans, non obèses, ne fumant pas et ne prenant aucun médicament connu pour influencer la sécrétion de GH ont été étudiés. Chez les deux sexes, pendant la perfusion d’antagonistes de la GHRH, la GH moyenne, l’amplitude du pouls et la réponse de la GH à la GHRH ont diminué de manière significative, tandis que la fréquence du pouls est restée inchangée. Cependant, pendant la perfusion de l’antagoniste de la GHRH, la GH minimale n’a pas changé de manière significative chez les hommes (P = 0,54) mais a diminué de manière significative chez les femmes (P = 0,008). L’analyse de déconvolution a confirmé l’absence de changement significatif de la sécrétion basale chez les hommes (P = 0,81) par rapport aux femmes (P = 0,006). Jessup et al. (2003) ont conclu que le dimorphisme sexuel dans la régulation neuroendocrine de la sécrétion de GH chez les humains implique un rôle différentiel de la GHRH endogène dans le maintien de la GH de base.

Alba et Salvatori (2004) ont généré des souris dépourvues de Ghrh fonctionnelle en supprimant l’intron 2 et la majeure partie de l’exon 3 du gène Ghrh de la souris. Cette partie du gène code pour les 14 premiers acides aminés de la protéine mature, qui sont essentiels à l’activité biologique. Les souris Ghrh -/- sont nées avec le ratio mendélien attendu et semblaient normales à la naissance, mais elles ont montré des signes de retard de croissance après la deuxième semaine de vie. Les hypophyses des souris Ghrh -/- étaient de taille réduite et présentaient une teneur anormalement faible en ARNm et en protéines de l’hormone de croissance. Elles présentaient également un taux réduit d’Igf1 sérique (147440) et un ARNm d’Igf1 hépatique réduit. Les souris Ghrh -/- présentaient une fertilité normale, mais les femelles mutantes présentaient une réduction constante de la taille des portées. Les chiots des femelles Ghrh -/- ont présenté une mortalité élevée et un retard de croissance. Les mâles Ghrh -/- avaient une expression normale de la protéine Ghrh-rp dans les testicules, ce qui suggère que le piège génétique utilisé pour ablater l’expression mature biologiquement active de la Ghrh a maintenu la séquence in-frame des exon 4 et 5 dans l’ARNm de la Ghrh-rp.

Shohat et al. (1989, 1991) ont exclu le gène GHRH de 20pter-p11.23 parce que le gène était présent en 2 copies chez un patient présentant une délétion de ce segment. Ce patient présentait cependant une anomalie de Rieger (voir 180500) et un défaut neurosécrétoire de l’hormone de croissance – caractéristiques suggérant le syndrome de SHORT (269880).

En utilisant une sonde d’ADNc radioactif pour l’analyse par dot blot de l’ADN des chromosomes triés par double laser, Rao et al. (1991) ont localisé le gène GHRF sur ou près de la bande 20p12.