INTRODUCTION

Protéines thyroidiennes et iodoprotéines artificielles.

Le traitement empirique du goître par les cendres d’éponges au XVIIF siècle, puis par l’iode au début du XIX° laissait entrevoir une relation physiologique possible entre cet halogène et le corps thyroïde. La preuve définitive de cette corrélation fut fournie longtemps après par BAUMANN [16] qui mit en évidence, en 1895, la présence d’iode en quantité beaucoup plus grande dans le corps thyroïde que dans les autres organes. En effet, cette glande renferme plus de 10 p. 100 de l’iode total de l’organisme d’un homme, son poids étant seulement égal à 0,03 p. 100 de celui-ci.

OswaLD [145] montra, quelques années plus tard, que la plus grande partie de l’iode thyroïdien est fixé à une protéine particulière : la thyroglobuline. Cette protéine qui constitue « la colloïde » de la ylande décrite par les histologistes représente 70-80 p. 100 du poids sec de l’extrait aqueux de l’organe et possède les propriétés biologiques de la thyroïde. Son ingestion supprime les accidents caractéristiques du myxœdème et augmente l'intensité du métabolisme de base. Ultérieurement GUDERNATSCH [61-62] établit qu’elle provoque la métamorphose des amphibiens et se comporte, à cet égard, comme spécifique de l’organe dont elle provient.

La présence d’iode dans la thyroglobuline attira aussitôt l'attention de nombreux chercheurs, mais leurs efforts se portèrent principalement sur le fractionnement des produits de dégradation iodés de la protéine. Les essais poursuivis dans ce domaine avaient pour but d'isoler le principe actif du corps thyroïde et l’étude de l’iodoprotéine elle-même fut pendant longtemps délaissée.

BAUMANN [16] [17], sépara de l’hydrolysat acide des protéines thyroïdiennes des substances iodées actives mais mal”

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définies. Après lui, d’autres auteurs [87, 88, 145, 146, 147, 148] re connurent pas davantage de succès.

Beaucoup plus tard KENDALL [95] [96] [97] réussit le premier à cristalliser le principe hormonal thyroïdien — la thyroxine — à partir du précipité insoluble obtenu après acidification des produits de l’hydrolyse alcaline de la thyroglobuline. Ce composé renfermant 65 p. 100 d’iode est doué des propriétés physiologiques des extraits totaux thyroïdiens.

Par la suite HARINGTON ![64] décrivit d’abord une méthode permettant d'améliorer le rendement en thyroxine, puis entreprit [65] l’étude systématique de ses produits de dégradation ce qui lui permit d'établir sa constitution, la thyroxine étant de lacide 3,5 diiodo-4[3,5’,diiodc-(4’hydroxy)phénoxy ]-phényl-a« aminopropionique.

En collaboration avec BARGER [70], HARINGTON réalisa la synthèse de ce corps et montra que le produit obtenu était doué des mêmes propriétés que la thyroxine retirée des glandes. Cependant le composé préparé, soit par synthèse, soit à partir des hydrolysats de protéines thyroïdiennes était sans action sur la lumière polarisée, il restait donc à obtenir la thyroxine optiquement active. HARINGTON et SALTER [78] parvinrent à isoler après hydrolyse enzymatique de la thyroglobuline la thyroxine naturelle L [a]o = —3°,5. HARINGTON [66] réussit également à séparer les deux isomères optiques du produit synthétique et vérifia l'identité complète des propriétés du dérivé L avec la thyroxine naturelle.

Les activités des extraits thyroïdiens se retrouvèrent essentiellement dans le précipité acide de l’hydrolysat alcalin qui contient environ 50 p. 100 de l’iode total thyroïdien sous forme de thyroxine. Par contre, la partie acidosoluble est pratiquement sans action dans le traitement du myxœdème ainsi que sur le métabolisme de base. Or les deux fractions étant également iodées il était évident qu’un autre constituant halogéné inactif devait se trouver en solution dans la fraction acido-soluble. En effet, à partir de celle-ci HARINGTON et RaAN- DALL [76, 77] cristallisèrent un autre acide aminé iodé qu'ils identifièrent à la 3,5 diiodotyrosine. Ce même composé avait été isolé par DRECHSEL [55] en 1896, de l’axe corné du squelette de certains coraux (Gorgonia CAVOLINI et dénommé par lui acide iodogorgcnique, WHEELER et JAMIESON [196] et HENZE [83] montrèrent qu'il s'agissait de la 3,5 diiodotyrosine. La diiodotyrosine naturelle présente dans la thyroglobuline

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est le dérivé L. Ce produit n’est doué que d’une activité physiologique très faible, qualitativement identique à certaines activités du cerps thyroïde total ou de la thyroxine et antagoniste d’autres. C’est ainsi qu'il accélère les métamorphoses des amphibiens à très forte dose, mais qu'il diminue l’augmentation du métabolisme basal provoquée par l’ingestion de poudre de thyroïde.

HARINGTON et RANDALL [77] entreprirent une étude quantitative des expériences qui aboutirent à l'isolement de la 3,5 diiodotyrosine à partir de l’hydrolysat de thyroglobuline. Ils conclurent que la thyroxine et la diiodotyrosine devaient être les seuls composés iodés présents dans les protéines thyroïdiennes ce qui leur permit de reprendre l'hypothèse émise antérieurement par HARINGTON sur la formation de la première à partir de deux molécules de la deuxième.

Depuis lors aucun nouveau composé iodé n’a été isolé de la thyroglobuline, toutefois on ne peut pas affirmer qu’elle soit rigoureusement dépourvue d’aucun autre. De plus, au cours de ces dernières années l’utilisation d’iode radioactif et l'étude du mode d’action des substances antithyroïdiennes [92] [58] [102] [163] comme le thiouracile, n’ont pas apporté de démenli au schéma précédent de formation de l’hormone, bien que son mécanisme complet demeure encore mal défini.

Somme toute l'intérêt biochimique du corps thyroïde s’est concentré sur l'étude des acides aminés iodés qu’il à été possible d'en extraire, alors que la préparation et les propriétés de la thyroglobuline n’ont fait l’objet que de rares travaux où les tests de pureté des protéines isolées n’ont pas été pleinement établis [145] [80] [39] [40] [41].

Avant même la préparation de la thyroxine pure, les biochimistes, préssentant que la thyroglobuline tenait ses propriétés particulières de la présence d’iode dans sa molécule, ont cherché à obtenir des produits analogues [87] [145] [25] [26] [148] à l’iodoprotéine naturelle en fixant de l’iode à d’autres protéines ou à renforcer l’activité de la protéine thyroïdienne en l’iodant [88].

Les premiers travaux sur l’ioduration des protéines ont porté sur deux problèmes distincts. D'une part, il importait de connaître si la fixation de l’iode à une protéine quelconque lui conférait automatiquement ou dans des conditions particulières toutes ou seulement certaines activités biologiques du corps thyroïde. D’autre part le mécanisme de la combinaison

de l’halogène à la protéine méritait également d’être élucidé [86] [145] [100] [101].

Mais pendant longtemps la similitude d’action physiologique entre les protéines artificiellement iodées et la thyroglobuline n’a pas été clairement dégagée de résultats confus et contradictoires. Il est probable que la méconnaissance du rôle des parathyroïdes ou l'emploi de préparations plus ou moins souillées d’iode libre ont à cet égard compliqué les observations. Par ailleurs, HOFMEISTER [86], OswaLzDp [145] et les premiers chercheurs qui ont fixé de l’iode aux protéines ont adopté un point de vue en harmonie avec les conceptions et les connaïissances de l’époque sur la constitution de ces corps, en essayant de relier l’halogénation à des réactions de substitution portant sur des acides aminés particuliers et à des réactions d’oxydation simples. Cependant, malgré les imperfections que nous venons de signaler, certaines de ces recherches serviront utilement de base aux travaux ultérieurs. C’est ainsi que les tests utilisés pour la mise en évidence des activités biologiques au cours des premiers essais demeurent encore employés pour les déterminations quantitatives de celles-ci. De même, les méthodes de préparation des protéines iodées bien qu’améliorées, n’ont pas été par la suite profondément modifiées.

En 1916 RoGorr et MARINE [186], montrèrent les premiers de façon certaine que l’albumine iodée accélérait les métamorphoses des batraciens avec une activité comparable à celle de la fraction acido-insoluble de l’hydrolysat alcalin thyroglobulinique. Il n’est donc pas surprenant, puisque l’année précédente KENDALL [95] [96] avait obtenu la thyroxine cristallisée à partir de cette dernière, que différents auteurs fussent amenés par la suite à admettre que ce corps, où un produit voisin, devait prendre naissance au cours de l’ioduration.

LUDWIG et VON MUTZENBECHER [114] [115], en isolant la thyroxine des hydrolysats barytiques de différentes protéines artificiellement iodées, ont apporté à l'étude de cette question une contribution fondamentale, tant par ses répercussions biologiques que par son importance chimique.

En effet la présence de l'hormone thyroïdienne dans les iodoprotéines artificielles devait donner une impulsion nouvelle aux recherches physiologiques. C’est ainsi qu’elles furent développées en Amérique sous la direction de REINEKE [165] [166] [167] [168] [169] [173] dans le but d'augmenter la teneur des produits en thyroxine, et en Angleterre [159] [22] [23]

[94] pour leur applications vétérinaires, en raison de leur influence sur la croissance des jeunes animaux, sur la lactation et la ponte.

Au point de vue chimique le résultat des auteurs allemands montre que la fixation de l’iode sur la protéine n’est pas uniquement dûe à une simple substitution mais se complique d’une série de processus secondaires d’oxydation. Par ailleurs l'obtention par LuDpwiG et Von MUTZENBECHER [115] de la 3.5 diiodotyrosine et surtout d’un nouvel acide aminé iodé la 3-monoiodotyrosine, à partir des hydrolysats des protéines iodées, traduit la complexité des réactions qui se produisent au cours de l’halogénation. Le schéma complet du mécanisme de la formation de la thyroxine et de ses précurseurs par ioduration des protéines n'a pas été complètement élucidé.

L'étude comparée des protéines iodées naturelles et artificielles ne peut être faite que si l’on connait avec assez de précision les unes et les autres. Or l’étude de la thyroglobuline n’a fait l’objet que d’un petit nombre de travaux, de sorte que l’on doit la considérer comme aussi incomplète que celle des protéines iodées.

Il ressort de la brève mise au point de l’état actuel de nos connaissances, que de nombreux problèmes posés par l’existence d’iodoprotéines naturelles et par la formation d’iodoprotéines physiologiquement actives in vitro ne sont pas encore résolus.

Il en est ainsi pour plusieurs raisons. D’une part, les dosages actuels de la thyroxine, dont certains sont assez laborieux, exigent pour être suffisamment précis la mise en œuvre de quantités importantes de produits et ne paraissent pas s’appliquer de manière satisfaisante aux iodoprotéines artificielles. Le dosage de la diiodotyrosine n’a été réalisé jusqu'ici qu'avec une précision médiocre dans les produits thyroïdiens et il n’a pas été appliqué aux protéines artificiellement iodées. Enfin la monoiodotyrosine n’a été dosée dans aucun de ces corps.

D'autre part, aucune étude quantitative de la formation des acides aminés iodés, au cours de l’halogénation progressive in vitro des iodoprotéines n’a été poursuivie faute de moyens analytiques le permettant.

Enfin l’étude des protéines thyroïdiennes doit être considérée comme à peine ébauchée et il est actuellement difficile de baser sur elle une concepticn permettant de se représenter de manière entièrement satisfaisante le mécanisme biologique de la transformation de tyrosine en thyroxine.