La signalisation paracrine permet aux cellules de communiquer avec leurs voisines immédiates grâce à la sécrétion de molécules de signalisation. Le signal ne déclenche une réponse que dans les cellules cibles à proximité car les molécules du signal se dégradent rapidement ou sont désactivées par les cellules à proximité si elles ne sont pas absorbées. Les exemples importants de signalisation paracrine incluent la signalisation de l’oxyde nitrique dans les vaisseaux sanguins, la signalisation synaptique des neurones, le système de coagulation du sang, la réparation des tissus/la cicatrisation des plaies et les réactions allergiques locales de la peau.
L’une des molécules essentielles de signalisation paracrine est l’oxyde nitrique gazeux (NO). L’oxyde nitrique est produit par une famille d’enzymes connues sous le nom de synthases d’oxyde nitrique.
Les vaisseaux sanguins contiennent plusieurs couches de cellules. La couche la plus interne des cellules est l’endothélium. Les cellules endothéliales ont une synthase d’oxyde nitrique, qui produit de l’oxyde nitrique se diffusant dans toutes les directions. L’oxyde nitrique qui atteint le sang ne contribue pas à la signalisation mais réagit immédiatement avec des produits biochimiques, tels que l’hémoglobine. Les molécules d’oxyde nitrique qui se diffusent dans le sens opposé, vers la couche suivante du vaisseau sanguin, participent à une signalisation importante.
La couche juste à l’extérieur de l’endothélium est composée de cellules musculaires lisses. La fonction des cellules musculaires lisses est de se contracter. Lorsque ces cellules se contractent, elles s’accrochent au vaisseau sanguin, rétrécissant son diamètre et augmentant par conséquent la pression artérielle.
L’oxyde nitrique facilite la relaxation des cellules musculaires lisses en participant à la signalisation paracrine. Ceci implique la liaison de l’oxyde nitrique aux récepteurs de la guanylate cyclase, ce qui a comme résultat des niveaux accrus de guanosine monophosphate cyclique (GMPc) dans les cellules musculaires lisses. Cela conduit à la relaxation des muscles lisses, augmentant le diamètre du vaisseau. Ce processus est connu sous le nom de dilatation et il abaisse la pression artérielle.
Quand un vaisseau sanguin est endommagé et commence à saigner, cela signifie que l’endothélium a été cassé. Le tissu endothélial cassé libère le facteur de von Willebrand (FVW), qui se lie aux plaquettes — des petits globules blancs sans noyaux — qui circulent dans le sang. Il s’agit d’une forme de signalisation paracrine. Pendant ce temps, les fibres de collagène sous les cellules endothéliales se lient également aux plaquettes. Plusieurs autres protéines plaquettaires sont ensuite activées et libérées par les plaquettes. Ces protéines, à leur tour, activent plus de plaquettes par le biais de la signalisation paracrine. Une série complexe de réactions entre de nombreux facteurs de coagulation forme une substance connue sous le nom de fibrine, qui maintient le caillot de sang uni et répare l’endothélium cassé.
En 1978, Robert Furchgott a découvert une substance qu’il a appelée “ facteur relaxant dérivé de l’endothélium ”. Pendant ce temps, Louis Ignarro a fait indépendamment la même découverte et Ferid Murad a démontré que l’oxyde nitrique augmente les niveaux de GMP cyclique. Pour ce travail, Furchgott, Ignarro et Murad ont reçu un prix Nobel commun en 1998.
En 1989, des chercheurs travaillant pour Pfizer ont mis au point le médicament sildénafil comme remède contre la pression artérielle. Il est rapidement devenu évident que le sildénafil a eu des effets notables sur les érections, ce qui a suscité un intérêt pour le potentiel du médicament à traiter le dysfonctionnement érectile. Le dysfonctionnement érectile est un problème de santé fréquent chez les hommes d’âge moyen et plus âgés. Cet état de santé se produit à cause de l’hypertension artérielle qui affecte les vaisseaux sanguins du pénis. La raison en est que le corps caverneux (la partie du pénis la plus remplie de sang) produit la phosphodiestérase de type 5 (PDE5). Cette enzyme dégrade spécifiquement la GMPc. Le nouveau médicament a inhibé la PDE5, expliquant son activité. Le sildénafil a reçu le nom de marque Viagra et les ventes ont décollé.
