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Pathologies cardiovasculaires
Les pathologies cardiovasculaires (CV) sont un ensemble de troubles affectant le cœur et les vaisseaux. Elles représentent un problème de santé majeur dans le monde et représentent à elles seules environ 30% de la mortalité mondiale totale. L’augmentation de la prévalence des pathologies CVs ne se limite pas aux pays développés puisqu’elles font aussi partie des causes de mortalité les plus importantes dans les pays en développement. Les projections de l’Organisation Mondiale de la Santé prévoient une augmentation de l’incidence des pathologies CVs d’ici 2030, plus particulièrement dans les pays en voie de développement, liée en partie à la modification des modes de vie [1, 2]. Comprendre et soigner ces pathologies sont donc des enjeux importants en termes de santé publique et de dépenses économiques au niveau mondial. Les principales atteintes CVs en termes de prévalences sont : les cardiopathies coronariennes, les maladies cérébrovasculaires et les artériopathies périphériques. Les principaux facteurs de risques impliqués dans ces pathologies sont multiples, comme le tabac, l’hypertension artérielle, l’obésité ou encore le diabète. Une complication possible suite à ces atteintes est l’évolution vers un stade d’insuffisance cardiaque (IC). L’IC se définit comme étant l’incapacité de la pompe cardiaque à assurer un débit sanguin suffisant aux besoins métaboliques et fonctionnels des différents organes. Durant ces pathologies CVs se mettent en place des mécanismes participant au développement et au maintien de ces atteintes, comme le remodelage matriciel et électrique du myocarde, la dysfonction vasculaire, l’hypertension ou encore la mise en place d’une l’inflammation [3]. Parmi ces différents éléments figure aussi l’activation de systèmes hormonaux et notamment de la cascade minéralocorticoïde impliquant son récepteur, le récepteur minéralocorticoïde (RM). Le RM est l’un des acteurs terminaux du système hormonal rénine-angiotensinealdostérone (SRAA) (Fig.1). Le RM est décrit depuis une cinquantaine d’années comme étant responsable de l’homéostasie sodique au niveau rénal et du contrôle de la volémie. Par conséquent, il joue un rôle primordial dans la régulation de la pression artérielle et dans l’hémodynamique. La surexpression du RM est observée dans certaines atteintes CVs [4-8], et l’utilisation d’antagonistes pharmacologiques du RM a montré des effets bénéfiques dans certaines pathologies cardiaques, notamment l’infarctus du myocarde et l’IC, dans lesquelles ses mécanismes d’action ne sont pas encore totalement élucidés.
Effets bénéfiques de l’inhibition du récepteur minéralocorticoïde en clinique
Antagonisme du RM dans l’hypertension
Le premier effet bénéfique de l’utilisation d’un inhibiteur du RM a été montré sur la pression artérielle. Le premier antagoniste du RM utilisé en clinique, la spironolactone, s’est montré efficace pour réduire la pression artérielle chez des patients hypertendus [9] et dans le traitement de l’hypertension résistante [10]. Les mêmes effets anti-hypertenseurs ont été obtenus en clinique avec l’utilisation d’un second antagoniste du RM, l’éplérénone, ce dernier présentant moins d’effets secondaires que la spironolactone [11, 12]. Les effets de l’antagonisme du RM sur la pression artérielle s’expliquent par les conséquences rénales sur l’homéostasie sodique et la diminution de la volémie. Cela dit, il est désormais connu que l’inhibition du RM en clinique présente des avantages thérapeutiques y compris à des doses ne modifiant pas la pression artérielle.
Echappement de l’aldostérone
L’utilisation des antagonistes du RM en clinique fait suite à l’observation que l’inhibition du SRAA n’induit que temporairement une baisse du niveau d’aldostérone plasmatique (aldostéronémie). En effet, il a été montré que l’inhibition de l’enzyme de conversion de l’angiotensine (ECA) chez des patients présentant un infarctus du myocarde [13] ou une IC [14] n’empêche pas le retour à la normale, voir l’augmentation de l’aldostéronémie après plusieurs mois. Cet « échappement de l’aldostérone » peut avoir des conséquences en pathologie CV. Effectivement, des études cliniques réalisées chez des patients insuffisants cardiaques sévères [15] et des patients ayant subi un infarctus du myocarde [16] ont montré que l’aldostéronémie est un marqueur de mauvais pronostic vital. Ces résultats suggèrent un intérêt clinique au blocage du RM, ce qui a été mis en évidence dans plusieurs atteintes CVs par quelques grands essais cliniques présentés ci-dessous.
Antagonisme du RM dans l’insuffisance cardiaque
L’étude clinique RALES (Randomized ALdactone Evaluation Study), réalisée à la fin des années 90 sur des patients atteints d’IC sévère (stade III et IV de la New York Heart Association, qui compte quatre stades au total, voir l’annexe I) a été la première à montrer les effets bénéfiques d’un antagoniste du RM en clinique. Cette étude a été réalisée en administrant aux patients la spironolactone en supplément du traitement standard de l’IC, à savoir l’association d’un diurétique et d’un inhibiteur de l’enzyme de conversion de l’angiotensine (IEC). Les résultats montrent que l’ajout de la spironolactone au traitement standard diminue de manière significative la mortalité des patients de près de 31% (Fig.2) [17]. Cet effet a été montré comme étant indépendant de l’homéostasie sodique, rôle principal du RM, mais lié au renouvellement de la matrice extracellulaire (MEC). Les patients sous spironolactone présentent une diminution des marqueurs de la synthèse des collagènes 1 et 3, qui participent tous les deux à la fibrose cardiaque [18]. Les effets bénéfiques suite à l’utilisation de spironolactone ont aussi été observés chez des patients insuffisants cardiaques modérés (classe I et II) [19, 20]. L’utilisation de l’éplérénone, durant l’étude EPHESUS (Eplerenone Post-Acute Myocardial Infarction Heart Failure Efficacy and Survival Study), a aussi montré des effets bénéfiques sur la mortalité de patients présentant une dysfonction ventriculaire suite à un infarctus du myocarde. Les résultats montrent une diminution de la mortalité de 15% durant les 16 mois suivant le début du traitement [21]. Une étude plus récente a confirmé les effets bénéfiques de l’inhibition du RM sur la mortalité de patients insuffisants cardiaques modérés, cette fois-ci, en utilisant l’éplérénone [22]. Enfin, une étude clinique multicentrique sur les effets de la spironolactone a été réalisée récemment chez des patients présentant une insuffisance cardiaque à fraction d’éjection conservée. Cette étude n’a pas montrée d’effet bénéfique de l’utilisation de la spironolactone [23]. Cependant, les résultats de cette dernière restent controversés du fait des populations étudiées. Il semble que les critères de sélection des patients n’aient pas été homogène entre les différents centres d’études et ne reflèteraient pas totalement la mortalité globale de l’IC a fraction d’éjection conservée [24, 25].
Antagonisme du RM dans l’infarctus du myocarde
En plus des effets bénéfiques observés dans des stades avancés d’IC, sévère ou modéré, l’utilisation d’antagoniste du RM est aussi bénéfique dans la phase aigüe de l’infarctus du myocarde. L’utilisation d’éplérénone chez des patients, dès les 24h suivant l’infarctus du myocarde, améliore leur mortalité de 10% dans l’année suivante, par rapport au patients ayant reçu un placébo [26].
Antagonisme du RM dans la fibrillation atriale
Enfin, le blocage du RM en clinique présente aussi des avantages dans les troubles du rythme cardiaque. L’administration de spironolactone chez des patients souffrants de fibrillation auriculaire, à savoir une contraction anarchique des oreillettes, diminue l’apparition des évènements arythmiques. L’utilisation de spironolactone diminue de 3 à 6 l’apparition d’évènement de fibrillation auriculaire durant toute la durée du traitement (12 mois) comparativement au patients n’ayant pas reçus d’antagoniste du RM [27].
Effets bénéfiques de l’antagonisme du RM : quels mécanismes ?
Les résultats obtenus suite à ces diverses études cliniques montrent les effets bénéfiques de l’antagonisme du RM dans diverses pathologies CVs. Ces études cliniques ont entrainé la modification des recommandations de traitement des sociétés européenne et américaine de cardiologie pour la prise en charge de l’IC et le traitement en post-infarctus. Désormais, les antagonistes du RM font partie du traitement standard. Toutefois, si l’inhibition du RM a montré des effets bénéfiques dans la prise en charge de différentes pathologies CVs, son mécanisme d’action et les voies de signalisation qui soustendent son activation restent encore inconnus. Le chapitre suivant va s’attacher à présenter le RM et ses rôles physiopathologiques, actuellement décrits dans les différents organes des systèmes cardiovasculaire et rénal.
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Table des matières
1 INTRODUCTION
1.1 Pathologies cardiovasculaires
1.2 Effets bénéfiques de l’inhibition du récepteur minéralocorticoïde en clinique
1.2.1 Antagonisme du RM dans l’hypertension
1.2.2 Echappement de l’aldostérone
1.2.3 Antagonisme du RM dans l’insuffisance cardiaque
1.2.4 Antagonisme du RM dans l’infarctus du myocarde
1.2.5 Antagonisme du RM dans la fibrillation atriale
1.2.6 Effets bénéfiques de l’antagonisme du RM : quels mécanismes ?
1.3 Le Récepteur Minéralocorticoïde
1.3.1 Structure du RM
1.3.2 Ligands endogènes du RM
1.3.3 Antagonistes pharmacologiques du RM
1.3.4 Mécanismes d’actions du RM
1.3.5 Expression et rôle physiopathologique du RM dans les systèmes cardiovasculaire et rénal
1.3.6 Le récepteur minéralocorticoïde dans les cellules de l’immunité
1.4 Lcn2, nouvelle cible du RM dans le système cardiovasculaire ?
1.4.1 Identification d’une nouvelle cible du RM dans le cœur
1.4.2 La famille des lipocalines
1.4.3 La lipocaline 2
1.5 Aldostérone, RM et lipocaline 2
1.6 Objectif de la thèse
2 MATERIELS ET METHODES
2.1 Modèles animaux
2.1.1 Inactivation constitutive du RM dans les cellules musculaires lisses
2.1.2 Inactivation constitutive de la lipocaline 2 (Souris KO Lcn2)
2.1.3 Modèle pharmacologique d’excès de minéralocorticoïdes (Traitement NAS)
2.1.4 Modèle pharmacologique de perfusion d’aldostérone
2.1.5 Mesures anatomiques et préparation des tissus
2.1.6 Prélèvement sanguin
2.2 Etudes fonctionnelles
2.2.1 Mesure de la pression artérielle chez la souris vigile
2.2.2 Fonction rénale et excrétion des ions
2.2.3 Réactivité Vasculaire ex vivo
2.3 Histologie
2.3.1 Coloration
2.3.2 Immunohistologie
2.4 Biologie moléculaire
2.4.1 Extraction des ARN totaux et retro-transcription
2.4.2 PCR quantitative en temps réel
2.5 Biochimie
2.5.1 Extraction et dosage des protéines
2.5.2 Western Blot
2.5.3 Dosage ELISA
2.6 Analyses statistiques
3 RESULTATS
3.1 Participation du RM des cellules musculaires lisses vasculaires à la réactivité vasculaire
3.2 Protocole d’activation du RM in vivo
3.3 La lipocaline 2 est impliquée dans l’augmentation de la pression artérielle induite par le modèle NAS
3.3.1 L’inactivation de la lipocaline 2 prévient l’hypertension induite par le NAS
3.3.2 L’inactivation de la lipocaline 2 ne prévient pas l’hypertrophie cardiaque induite par le NAS
3.3.3 Lcn2 n’est pas impliquée dans la dysfonction vasculaire induite par le NAS 200
3.3.4 Lipocaline 2 et fonction rénale dans le protocole NAS 200
3.3.5 Conclusion
3.4 Lipocaline 2 et remodelage de la matrice extracellulaire
3.4.1 L’inactivation de la lipocaline 2 prévient le développement de la fibrose cardiaque périvasculaire induite par le NAS
3.4.2 L’inactivation de la lipocaline 2 prévient la synthèse de collagène 1 dans le cœur et les vaisseaux
3.4.3 L’aldostérone seule n’induit pas de remodelage cardiovasculaire
3.4.4 Conclusion
3.5 L’inactivation de la lipocaline 2 prévient l’augmentation des marqueurs de l’inflammation induit par l’aldostérone
3.5.1 Lcn2 est impliquée dans l’augmentation des marqueurs inflammatoires induit par le traitement NAS
4 DISCUSSION
4.1 Inactivation du récepteur minéralocorticoïde dans la cellule musculaire lisse
4.2 Inactivation de la lipocaline 2 dans le modèle NAS
4.2.1 Validation et limite du modèle utilisé
4.2.2 La lipocaline 2 est impliquée dans l’augmentation de la pression artérielle induite par le modèle NAS
4.2.3 Lipocaline 2 participe au remodelage de la matrice extracellulaire dans le système cardiovasculaire
4.2.4 L’inactivation de la lipocaline 2 prévient l’augmentation des marqueurs de l’inflammation induit par l’aldostérone
4.2.5 Mécanismes et cinétique
5 CONCLUSION ET PERSPECTIVES
BIBLIOGRAPHIE
ANNEXES
