LES VOIES DE SIGNALISATION PRO-TROPHIQUES CA 2+-DEPENDANTES

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LE COUPLAGE EXCITATION-CONTRACTION (CEC)

Le couplage excitation-contraction (CEC) rassemble les mécanismes amenant la cellule cardiaque de l’excitation électrique à la contraction de l’ensemble de l’organe (Bers (2002a)). Il commence dans une organisation subcellulaire spécifique : la dyade pour le cœur et la triade pour le muscle squelettique.
La formation d’une dyade s’effectue par le resserrement de deux structures membranaires particulières, les tubules transverses (ou tubules-T) et le réticulum sarcoplasmique jonctionnel (ou RSj) (figure10) :
_les tubules-T sont des invaginations membranaires transversales de la membrane cellulaire des cardiomyocytes, ou sarcolemme. Cette structure conduit la dépolarisation membranaire au cœur de la cellule par les courants calciques de type L, portés par les canaux calciques voltage-dépendant de type L, long lasting (LTCC), L-type Ca2+ channels, appelés aussi récepteurs des dihydropyridines, DHPR.
_le réticulum sarcoplasmique (ou RS) est un organite intracellulaire destiné au stockage et à la libération de Ca2+ indispensable à la contraction des myofilaments. Il est déterminant pour l’homéostasie calcique intracellulaire et le CEC. Il s’organise en deux compartiments : le RS longitudinal, se structurant le long des sarcomères et le RSj, citerne terminale du RS, disposé en face des tubules-T, au niveau des dyades. Le récepteur de la ryanodine de type 2 (RyR2), l’isoforme cardiaque du canal RyR, se trouve dans ce dernier compartiment en face du LTCC.

FKBP12.6 (ISOFORME CARDIAQUE) OU LA CALSTABINE 2

FKBP12.6 ou calstabine 2 est une protéine de 12,6 kDa, partenaire de RyR2 du côté cytoplasmique. Un FKBP12.6 se lie à un monomère de RyR2. Les sites de liaison entre ces deux protéines sont sujets à controverse car de nombreux sites ont été trouvés (Masumiya, Wang, Zhang, Xiao, and Chen (2003) ; Y. Zhang, Matthews, Lei, and Huang (2013) ; Zissimopoulos and Lai (2005) ; Meng et al. (2007)). Des mesures électrophysiologiques de l’activité de RyR2 indiquent que l’interaction entre la calstabine 2 et RyR2 stabilise RyR2 à l’état fermé : la dissociation augmente la PO du canal et conduit à des états de sous conductance (Lacampagne, Fauconnier, and Richard (2008)).

LA CALSEQUESTRINE 2 (ISOFORME CARDIAQUE) (CSQ2)

La CSQ2 (65kD) est la protéine majoritaire du RS cardiaque capable de lier le Ca2+. Contenant de nombreux acides aminés acides (glutamate et aspartate), elle possède une forte capacité de stockage de Ca2+ (40 à 50 moles de Ca2+ par mole de CSQ2) mais avec une faible affinité de liaison (Mitchell, Simmerman, and Jones (1988)). La liaison du Ca2+ à la CSQ2 change sa conformation : elle se polymérise. Sa capacité de liaison au Ca2+ est coopérative plus il y a de Ca2+ plus elle se polymérise et plus elle en lie encore plus (S. Wang et al. (1998) ; H. Park et al. (2004)). Elle est susceptible de lier une concentration totale de Ca2+ dans le RS de 20 mM en laissant uniquement une concentration de Ca2+ libre de 1 mM. Ce procédé prévient la précipitation de Ca2+ dans le RS et la régulation de SERCA2a et RyR2 par la [Ca2+]intraluminale. La CSQ2 est donc une protéine du RS qui par sa capacité de stockage, sa libération rapide de Ca2+, par son ancrage au niveau du RSj à proximité de RyR2, et sa conformation évolutive s’adapte au cycle calcique du CEC au sein du RS.
La CSQ2 forme avec le RyR2, la triadine (CT1, l’isoforme cardiaque) et la junctine (JNC) un complexe quaternaire. Le site d’interaction de la CSQ2 à ces deux protéines se restreint à la région riche en aspartate (Shin, Ma, and Kim (2000)). Il est à noter qu’à ce jour aucune étude n’a formellement mis en évidence une interaction directe entre la CSQ2 et RyR2. Cette conformation décroît selon toute vraisemblance avec l’activation de RyR2. En effet, Gyorke et al. suggèrent que la probabilité d’ouverture (Po) de RyR2, en présence de la Trd et la JNC est freinée par la CSQ2 à des [Ca2+]intra-RS faibles, lorsque le Ca2+ lié et libre est en faible quantité dans le RS, juste après le CICR. Cette inhibition est levée à des [Ca2+]intra-RS élevées (Ca2+ lié et libre), lorsque la CSQ2 est fortement liée au Ca2+ et dissociée du complexe (cf paragraphe sur RyR2 ci-dessus). Cela permet à la Trd et la JNC de donner le signal à RyR2 de s’ouvrir pour le CEC. La CSQ2 tient alors le rôle de senseur luminal de Ca2+ pour RyR2 via la CT1 et la JNC (I. Gyorke, Hester, Jones, and Gyorke (2004)).

LA CONTRACTION (FIGURES 9 ET 13)

Par la libération du Ca2+ du RS par RyR2, la concentration cytoplasmique de Ca2+ va être multipliée par 10, passant de 100 nM en diastole à 1 µM en systole. L’initiation de la contraction repose sur la fixation du Ca2+ sur le complexe troponines (C, T, I)-tropomyosine, situé sur les filaments d’actine. Le filament fin est composé d’actine, tropomyosine, et d’un hétérotrimère de troponines (constitué de troponines (T, C, I) : Tn-T, Tn-C, and Tn-I). Le filament épais est composé de myosine, un dimère asymétrique avec une portion de tête globulaire (S1), une région de tige qui s’articule (S2) et pour finir le brin. La portion S1 de la myosine contient le domaine d’hydrolyse de l’ATP ainsi que le domaine de liaison à l’actine. La portion S1 est aussi associée à 2 hetérodimères, les chaînes légères 1 and 2 (LC-1; LC-2 ou MLC1/2). La tige de la myosine renferme également la protéine C liant la myosine (Myosin binding protéine C ou MyBP-C). Le Ca2+ en se liant à la Tn-C induit un réarrangement conformationnel de la Tn-C, renforçant la liaison entre les Tn-C/Tn-I tout en fragilisant celle entre les Tn-I/Tn-T : le complexe d’actomyosine va pivoter sur les filaments d’actine. Le mouvement de la tropomyosine expose le site de liaison de la myosine pour permettre à l’actine de s’y fixer et de former un pont d’actomyosine. Le mécanisme permettra le développement de la force et/ou le raccourcissement du sarcomère. La fixation de Ca2+ sur la Tn C obéit à un principe de coopération : plus il y a de ponts formés, plus la TnC fixe de Ca2+ (Fuchs and Martyn (2005)).

LA RELAXATION (FIGURES 13)

La relaxation a lieu lorsque la [Ca2+]intracellulaire retourne à son niveau basal par le recaptage de Ca2+ par le RS via SERCA2a (mécanisme principal chez les mammifères), par son extrusion de la cellule via l’échangeur Na2+/Ca2+ (NCX1 dans le cœur), l’uniport mitochondrial et la pompe plasmatique membranaire Ca2+-ATPase (PMCA) (Figure 13). Elle correspond à la fin de la disponibilité du Ca2+ intracellulaire. Par conséquent, les ponts d’actomyosine se détachent et la titine restitue la force de compression emmagasinée lors de la contraction (Helmes, Trombitas, and Granzier (1996)). Le sarcomère va alors retrouver sa longueur initiale.

L’ACTIVATION ΒETA-ADRENERGIQUE

Le système nerveux autonome n’est pas à l’origine de la genèse de l’activité électrique mais il permet de réguler l’activité cardiaque pour s’adapter à un état physiologique normal ou non. La modulation du rythme cardiaque par le système nerveux autonome a pour origine le nœud sino-auriculaire. Cette région très innervée, possède une densité élevée des récepteurs β1-et β2-adrénergiques et des récepteurs M2-muscariniques (Godecke et al. (2001) ; Warrier et al. (2005)). L’intervention du système nerveux autonome s’effectue grâce à des neurotransmetteurs libérés au niveau des terminaisons nerveuses. Par la suite, l’activité de paramètres électrophysiologiques, comme les canaux ioniques de la membrane des cardiomyocytes sera modulée. Le tonus sympathique s’exerce par l’intermédiaire de catécholamines, comme l’adrénaline et la noradrénaline, libérées soit par les terminaisons nerveuses, soit par la glande médullosurrénale. Quant aux nerfs parasympathiques, ils agissent par la sécrétion d’acétylcholine via leurs terminaisons. La transduction du signal n’est possible que par la liaison d’un agoniste (norépinéphrine, épinéphrine) sur le récepteur adrénergique. L’ensemble des récepteurs adrénergiques sont des récepteurs à sept domaines transmembranaires couplés à des protéines G. Cette dernière, suivant sa sous-unité, détermine les effecteurs responsables de la conduite du signal et la nature du signal intracellulaire.
L’activation du système nerveux sympathique, via les récepteurs α/β-adrénergiques (Figure 15), a des effets inotropes et chronotropes positifs, tandis que le système parasympathique ou vagal, via les récepteurs M2-muscariniques, a des effets inverses. La stimulation adrénergique entraîne l’augmentation du rythme sinusal, en élevant le courant calcique de type L (ICaL). La phase ascendante des potentiels d’action sera accrue (Hagiwara, Irisawa, and Kameyama (1988)). La repolarisation sera également plus rapide avec un courant potassique retardé augmenté (IKs). L’activation du système adrénergique répond à une augmentation de l’activité métabolique de l’organisme, comme par exemple l’exercice physique.
Les récepteurs β, par leur forte présence dans le myocarde, sont les acteurs principaux de la régulation de la fonction contractile cardiaque. Dans le myocarde humain, les expressions des sous-types β1 et β2 ont été quantifiées : il y a une proportion de 70-80% β1 pour seulement 30-20% de β2 (Brodde (1991)). Les récepteurs β1 et β2 sont couplés tous deux à la protéine Gαs, via la voie AC (AC5 et AC6 dans le cœur)/PKA (Dessauer (2009); Defer, Best-Belpomme, and Hanoune (2000)).

REMODELAGE DE LA MATRICE EXTRACELLULAIRE, DU SYSTEME CIRCULATOIRE (POUR REVUE : HOU AND KANG (2012)) ET DU METABOLISME

La matrice extracellulaire (MEC) se réorganise, de la fibrose se développe consécutivement à une accumulation de collagène lors du remodelage ventriculaire. Les membres du Système Rénine-Angiotensine-Aldostérone (SRAA) y participent activement (Weber (1997) ; Spinale (2002a)). Les collagènes de type I et III sont les protéines principales de structure qui composent la MEC cardiaque. Les fibroblastes, myofibroblastes et les cellules vasculaires les produisent. Leur dégradation, cruciale pour la croissance et le remodelage de la MEC, est possible grâce à l’activation des métalloprotéinases (MMPs). Leur activité est contrôlée par des inhibiteurs spécifiques, les TIMPs. Durant le remodelage cardiaque, l’équilibre de la balance MMP/TIMPs est indispensable. Lors de la phase précoce de remodelage, on observe une activation des MMPs tandis qu’à plus long terme les TIMPs sont augmentés. Ainsi la fibrose composée de collagènes s’accumule aux niveaux interstitiel et périvasculaire du cœur.
Cet événement est considéré comme une étape délétère du remodelage cardiaque associée à l’hypertrophie (T. G. Parker and Schneider (1991); Schellings, Pinto, and Heymans (2004)). L’hypertrophie cardiaque s’accompagne d’un changement dans l’angiogenèse coronarienne. L’hypertrophie cardiaque physiologique est associée à une densité normale ou accrue de ses capillaires (Hudlicka, Brown, and Egginton (1992)). Par contre, lors d’une hypertrophie cardiaque pathologique, il y a deux stades dans la densité capillaire par l’angiogenèse coronarienne : elle est augmentée aux premiers stades de l’hypertrophie (Huo, Linares, and Kassab (2007) ; Kassab (2000); Kassab et al. (1993)) tandis qu’elle décroît aux derniers stades de l’hypertrophie cardiaque pathologique (Anversa, Ricci, and Olivetti (1986); Flanagan, Fujii, Colan, Flanagan, and Lock (1991); Hamasaki et al., 2000 ; Hudlicka et al. (1992) ; Karch et al. (2005); Shimamatsu and Toshima (1987)). Une coordination entre l’angiogenèse et la croissance du cœur est cruciale et représente l’élément principal de l’hypertrophie physiologique. La perturbation de cet équilibre conduit à une hypertrophie cardiaque pathologique et à une transition vers l’insuffisance cardiaque. Ce défaut vasculaire va favoriser, via l’hypoxie qu’il entraîne, des altérations structurelles (fibrose) et contractiles (Shiojima et al. (2005)).
Le remodelage cardiaque conduit à un changement de métabolisme vers un métabolisme glycolytique. Sa composition change avec l’apparition de myofibroblastes et les cardiomyocytes qui font face à une désorganisation de leurs sarcomères. Il a également des incidences sur la fonction cardiaque avec des altérations dans la prise en charge du Ca2+ et des dysfonctions diastoliques ou systoliques dues à un remodelage électrique.
Les voies de signalisation conduisant au développement d’une hypertrophie sont nombreuses. Elles interagissent entre elles et subissent des contrôles. Elles sont composées d’une cohorte d’enzymes à activité kinases et phosphatases. La modification de l’équilibre de ces activités enzymatiques entraîne une modification de l’expression et de la phosphorylation de facteurs de transcription aboutissant à l’observation d’un nouveau phénotype. Cette partie décrit succinctement les principaux éléments responsables de ce procédé d’adaptation.

LES STIMULI PRO-TROPHIQUES

Les stimuli aboutissant à une hypertrophie cardiaque sont divers. Qu’ils soient mécaniques ou neuronaux, ils sont produits au niveau du sarcolemme puis transmis au noyau par différentes voies de signalisation. Voici une description de ces différents stimuli.

L’ETIREMENT DE LA CELLULE

Le stress mécanique induit des changements comme une augmentation de la synthèse protéique. S’il perdure, il conduit à la transition des protéines sarcomériques à leurs isoformes fœtales : l’α-actinine cardiaque devient l’α-actinine squelettique (α-SKA), l’α-myosine chaîne lourde (α-MHC) se change en β-MHC chez les rongeurs (Ruwhof and van der Laarse (2000)).
Les fibroblastes jouent un rôle important dans la mécanotransduction cardiaque. Sous pression, les fibroblastes cardiaques activent les voies JNK et ERK, via l’intégrine β1 (MacKenna, Dolfi, Vuori, and Ruoslahti (1998) ; Ross et al. (1998)). La réponse induite par l’étirement peut alors être transmise aux myocytes par un signal paracrine.
Le remodelage de la matrice extracellulaire (MEC) peut être interprété comme un signal paracrine affectant les cardiomyocytes. La libération des facteurs autocrines et paracrines (AngII, ET-1 et TGF-β1) amplifie le signal originel déclenché par la stimulation mécanique des cardiomyocytes et mènent à l’hypertrophie. Ces différents facteurs de croissance agissent directement ou indirectement sur les membres des voies MAPK. En aval des MAPK, la voie JAK/STAT, la protéine Phosphatidylinositide 3-kinases (PI3K) et la protéine kinase C (PKC) entrainent un changement de la [Ca2+]intracellulaire et l’activation de plusieurs facteurs de transcription nucléaires comme c-fos, c-jun et c-myc.
En premier lieu, site de génération de la contraction du muscle cardiaque, le sarcomère est également probablement un mécano-senseur cellulaire pour le cardiomyocyte. En effet, la protéine LIM, appartenant au complexe du disque Z du sarcomère, interagit avec la téléthonine (T-cap), une protéine liant la titine, pour former un senseur d’étirement cardiaque (Knoll, Hoshijima, and Chien (2002)). La calcineurine (CaN) se trouve également localisée à ce niveau et pourrait être mobilisée par la protéine LIM pour stimuler la voie hypertrophique CaN-NFAT (Heineke et al. (2005)). La délétion de LIM entraîne des altérations majeures dans le cœur en réponse à une surcharge de pression : une dysfonction contractile et un cœur dilaté. La protéine LIM joue un rôle dans la genèse et le processus hypertrophique cardiaque (Arber et al. (1997)).

LES FACTEURS NEUROHORMONAUX

L’activité neurohormonale participe au développement de l’hypertrophie cardiaque en stimulant la synthèse protéique et en changeant le phénotype du cardiomyocyte. Le stress mécanique permet la libération de nombreuses molécules en systémique ou paracrine. Leur fixation sur leurs récepteurs membranaires respectifs permet d’initier le processus hypertrophique au sein de la cellule. Les principaux facteurs engagés dans l’hypertrophie cardiaque sont : (i) les catécholamines, produites par le système nerveux sympathique et (ii) les molécules libérées par l’activation du système rénine-angiotensine-aldostérone (SRAA).

LES CATECHOLAMINES

De nombreuses études ont montré in vitro (Milano et al. (1994) ; Clerk and Sugden (1999)) aussi bien qu’in vivo (Akhter et al. (1998) ; D’Angelo et al. (1997)) que le rôle principal des voies couplées à la protéine Gq en incluant la voie α1-AR est de stimuler l’hypertrophie cardiaque. La taille des cellules, l’organisation sarcomérique ainsi que l’expression de gènes comme ceux des peptides natriurétiques ou l’α-actine squelettique augmentent (LaMorte et al. (1994) ; Zechner, Thuerauf, Hanford, McDonough, and Glembotski (1997)). L’agoniste de la voie α1-AR le plus fréquemment utilisé est la phényléphrine (PE).
En outre, l’infusion de norépinephrine participe à la croissance cellulaire in vivo et in vitro, via les voies adrénergiques α1 et β1 (Barth et al. (2000) ; Briest et al. (2001) ; Fisher and Absher (1995)).
L’isoprotérénol est un agoniste β-adrénergique non-sélectif. Il est capable d’établir sur des modèles in vivo une hypertrophie cardiaque et cardiomyocytaire (Teerlink, Pfeffer, and Pfeffer (1994); Kudej et al. (1997) ; Matkovich et al. (2006)). Cet état s’accompagne de nécrose, fibrose, apoptose, lésions oxydatives et inflammation (G. X. Zhang et al. (2007) ; Shizukuda et al. (1998) ; Nirdlinger and Bramante (1974) ; Rona, Chappel, Balazs, and Gaudry (1959)). La MEC des cardiomyocytes subit un remodelage délétère par une augmentation de l’activité des MMP2 et MMP9 (Errami et al. (2008)). L’infusion d’isoprotérénol modifie la composition de la membrane plasmique en baissant l’expression de la cavéoline 3 (N. Oka et al. (1997)), protéine composante majoritaire des cavéoles cardiaques, structures impliquées dans la voie β/Gsα/AC (Lisanti et al. (1994)). On assiste également à un remodelage vasculaire (Errami et al. (2008) ; Steinle, Cappocia, and Jiang (2008)).

L’ANGII

Dès 1975, Schelling et al., montrent l’implication de l’AngII dans la croissance cellulaire sur une lignée cellulaire 3T3 (fibroblastes murins) (Schelling, Fischer, Hutchinson, and Ganten (1975)). L’AngII provoque une hypertrophie cardiaque via la voie PKC/Raf-1 kinase/MAPK (Yamazaki et al. (1995)).
Le système rénine-angiotensine-aldostérone (SRAA) est activé lors d’une surcharge hémodynamique pour obtenir un modèle expérimental d’hypertrophie du ventricule gauche (Suzuki, Matsubara, Urakami, and Inada (1993) ; Schunkert et al. (1990) ; Baker, Booz, and Dostal (1992)) ou simplement par un stress mécanique comme l’hypertension. L’aldostérone a également des effets trophiques indépendamment des stress mécaniques (Young, Head, and Funder (1995)). Le SRAA agit de base en circulation systémique pour réguler la balance électrolytique et des fluides, contrôlant ainsi la pression artérielle. Mais dans des conditions de physiopathologie cardiaque, il agit localement : l’AngII est générée de novo. La concentration d’AngI et AngII interstitielle dans le cœur est 100 fois plus élevée que leur concentration plasmatique (Dell’Italia et al. (1997)). Cette synthèse est possible par l’interaction de l’AngII avec le récepteur de la même cellule (autocrine) ou ceux des cellules adjacentes (paracrine). Dans le cœur, tous les récepteurs des éléments du RAAS (rénine, AGT, ACE et AngII) sont présents. L’AngII est capable d’auto-amplifier sa propre boucle dans le cœur comme dans le rein en agissant sur sa transcription (Sadoshima and Izumo (1993)). Les effets d’une stimulation cardiaque prolongée par l’AngII sont maintenant bien connus et les principaux incluent une hypertrophie cardiaque importante à laquelle s’ajoute une fibrose interstitielle. Le récepteur à l’AngII active la vasoconstriction, la sécrétion d’aldostérone ainsi que la libération de catécholamines. Tous ces éléments participent à la progression du remodelage ventriculaire (Matsubara (1998)). L’élément au centre de ces mécanismes est le récepteur AT1 (Clauser (1998)). En effet, l’ablation de son gène dans un modèle murin entraîne un sérieux retard dans le développement cardiaque ainsi qu’une mortalité accrue (Tsuchida et al. (1998)). Les souris surexprimant ce même récepteur présentent une hypertrophie cardiaque et une fibrose importantes (Hein et al. (1997)). Des études chez l’homme ont démontré que le récepteur AT1 (particulièrement AT1A) est majoritairement responsable de la plupart des effets pathologiques de l’AngII (Studer, Reinecke, Muller, et al. (1994)). Toutes ces études exposent l’importance des récepteurs AT1 dans la croissance cellulaire, l’hypertrophie et la fibrose durant le remodelage par l’AngII.
En aval, de ces stimuli pro-trophiques des voies de signalisation pro-trophiques sont stimulées.

LES VOIES PRO-TROPHIQUES CA2+ INDEPENDANTES : LES MAPK

Les Mitogen Activating Protein Kinases ou MAPK forment une super famille de kinases engagées dans la signalisation cellulaire. Cette super famille est divisée en trois branches distinctes : 1. les p38Kinases (p38), 2. les c-Jun-Kinases (JNK) et 3. les « extracellular signal regulated kinases » (ERKs). De l’activation de ces MAPK découle une cascade d’activation de kinases distinctes selon les trois familles de MAPK. Les voies JNK et p38 sont décrites comme les voies répondant à des stimuli de stress alors que celle dépendante d’ERK est considérée comme la voie répondant aux facteurs de croissances et/ou mitogéniques (Garrington and Johnson (1999)). L’activation des différentes MAPK permet la phosphorylation de divers facteurs de transcription qui reprogramment le génome et conduisent à l’hypertrophie des cardiomyocytes (Heineke and Molkentin (2006)). L’activation d’ERK augmente en synergie l’activation du facteur NFAT (Sanna, Bueno, Dai, Wilkins, and Molkentin (2005)). Il est entendu que l’activation d’ERK conduit à une hypertrophie de type concentrique (Bueno et al. (2000)). Concernant p38 et JNK, protéines marqueurs de stress, leur activation conduit à un remodelage cardiaque menant à une hypertrophie délétère (Liao et al. (2001)).
D’autres voies pro-trophiques existent, elles sont notamment activées par le Ca2+ et seront décrites dans la partie III.

LES REPONSES ANTI-TROPHIQUES

Pour contrebalancer les voies pro-trophiques et trouver un équilibre dans le développement de l’hypertrophie, il existe une réponse anti-trophique. Cette dernière peut aussi être prise en charge par des facteurs dits anti-trophiques, comme les peptides natriurétiques ou le monoxyde d’azote. Ils ont la capacité de nuancer la survenue de l’hypertrophie.

LES FACTEURS ANTI-TROPHIQUES (PEPTIDES NATRIURETIQUES, •NO)

De nombreuses hormones et facteurs ont des activités anti-trophiques mais les principaux facteurs sont les peptides natriurétiques (ANP, BNP) ainsi que le monoxyde d’azote (•NO).

LES PEPTIDES NATRIURETIQUES

Les peptides natriurétiques (ANP, BNP, CNP, NT-pro-BNP) sont synthétisés normalement au niveau de l’oreillette et la pathologie délocalise cette production au niveau du ventricule (pour revue : Macabasco-O’Connell and Miller (2006)). Ainsi ce sont des marqueurs caractéristiques de l’hypertrophie et de l’IC (Swynghedauw (1999)). In vitro, l’ANP a des effets anti-trophiques sur des cardiomyocytes de rat adulte (Corda et al. (1997)) comme nouveau-nés (Babiker et al. (2004) ; Horio et al. (2000)). In vivo, les souris dont le gène codant l’ANP est invalidé développent une hypertrophie cardiaque plus importante, indépendamment du stimulus employé (Franco et al. (2004) ; Mori et al. (2004)). Les voies de signalisation de l’ANP impliquent le récepteur membranaire A de la guanylate cyclase (GCA), qui par la libération de son second messager (GMPc), inhibe les canaux calciques de type L diminuant ainsi l’entrée de Ca2+. Ce procédé jugulerait le processus hypertrophique (Kempf and Wollert (2004)). D’après Molkentin (2003), l’ANP fonctionne comme un facteur endogène d’auto-inhibition de l’hypertrophie dans des situations pathologiques. Hypothèse confirmée par Tokudome et al. en 2005 (Tokudome et al. (2005)) qui montre que les peptides natriurétiques (ANP et BNP) via la voie PNs/GCA/GMPc inhibent une voie hypertrophique importante, CaN/NFAT.
Il est à noter également que les peptides natriurétiques ont une activité anti-fibrotique en inhibant la voie TGF-β1 (P. Li et al. (2008)).

Table des matières

TABLE DES ILLUSTRATIONS
DONNEES BIBLIOGRAPHIQUES
I.STRUCTURE ET FONCTION CARDIAQUE
I.1. STRUCTURE DU MYOCARDE
(A) LE MYOCARDE
(B) LE CARDIOMYOCYTE
(C) LA MYOFIBRILLE
(D) LE SARCOMERE
I.2.LE COUPLAGE EXCITATION-CONTRACTION (CEC)
(A) DE L’EXCITATION AU RELACHEMENT DU CA2+
(B) LA CONTRACTION (FIGURES 9 ET 13)
(C) LA RELAXATION (FIGURES 13)
(D) SA REGULATION
II.L’INSUFFISANCE CARDIAQUE (IC)
II.1. L’HYPERTROPHIE DU VENTRICULE GAUCHE (HVG)
(A) UNE ADAPTATION
(B) REMODELAGE DE LA MATRICE EXTRACELLULAIRE, DU SYSTEME CIRCULATOIRE (POUR REVUE : HOU AND KANG (2012)) ET DU METABOLISME
(C) LES STIMULI PRO-TROPHIQUES
(D) LES VOIES PRO-TROPHIQUES CA2+ INDEPENDANTES : LES MAPK
(E) LES REPONSES ANTI-TROPHIQUES
II.2. L’IC
(A) LE REMODELAGE DU VG ET DE SON ULTRASTRUCTURE
(B) L’ACTIVATION SRAA
(C) L’ALTERATION DE LA SIGNALISATION ΒETA-ADRENERGIQUE (POUR REVUE : LYMPEROPOULOS, RENGO, AND KOCH (2013))
III.LE CA2+ET SON ROLE DE L’HVG A L’IC
III.1.LES VOIES DE SIGNALISATION PRO-TROPHIQUES CA 2+-DEPENDANTES
III.2.REMODELAGE DES MOUVEMENTS CALCIQUES DE L’HVG VERS L’IC
(A) REMODELAGE ELECTROPHYSIOLOGIQUE
(B) ALTERATIONS DANS LE COUPLAGE EXCITATION-CONTRACTION (POUR REVUE M. LUO AND ANDERSON (2013))
III.3.ARYTHMIES
(A) ORIGINE
(B) LES POST-DEPOLARISATIONS PRECOCES OU EARLY AFTERDEPOLARIZATIONS (EADS)
(C) LES POST-DÉPOLARISATIONS RETARDÉES OU DELAYED EARLY AFTERDEPOLARIZATIONS (DADS)
(D) LES SPARKS CALCIQUES (POUR REVUE : BERS (2014))
(E) LES TROUBLES DE CONDUCTION
III.4. ARYTHMIES ET PROTEINES DU CYCLE CALCIQUE
(A) RYR2
(B) CSQ2
(C) HRC (POUR REVUE : ARVANITIS, VAFIADAKI, SANOUDOU, AND KRANIAS (2011))
(D) JNC
(E) TRIADINE
CONTEXTE EXPERIMENTAL
II.I.1.PROBLEMATIQUE
II.I.2.OBJECTIFS
METHODES EXPERIMENTALES
III.I. MODELES ANIMAUX ET CELLULAIRES
III.I.1.SOURIS KNOCK-OUT (KO) POUR LE GENE DE LA TRIADINE (TRDN)
III.I.2. LA STENOSE DE L’AORTE ASCENDANTE (TAC) CHEZ LA SOURIS
III.I.3.L’INFARCTUS DU MYOCARDE CHEZ LA SOURIS
VII.I.4. DIFFUSION DE CATECHOLAMINES EN SOUS-CUTANEE PAR MINI-POMPE OSMOTIQUE
III.I.5. LA PRODUCTION DU VIRUS AAV9 RECOMBINANT POUR LA TRIADINE ET SA TRANSDUCTION IN VIVO
III.I.6.CARDIOMYOCYTES ISOLES DE SOURIS ADULTES
III.I.7.BIOPSIES HUMAINES DE VENTRICULE GAUCHE
III.II. TECHNIQUES D’ANALYSES ANATOMO-PHYSIOLOGIQUES
III.III.1.ECHOCARDIOGRAPHIE
III.III.2.CATHETERISME GAUCHE
III.III.3. MESURES ANATOMIQUES
III.III.6.ETUDE DES COURANTS IONIQUES : PATCH-CLAMP
III.III. TECHNIQUES DE DETECTION, D’INDUCTION D’ARYTHMIES
III.III.1. ELECTROCARDIOGRAMME (ECG)
III.III.2.ETUDE DES FUITES CALCIQUES
III.IV. TECHNIQUES MOLECULAIRES ET BIOCHIMIQUES
III.V.1.MESURE DE L’HYPERTROPHIE : IMMUNOMARQUAGE SUR COUPE
III.V.2. MESURE DE LA FIBROSE PAR COLORATION : TRICHROME DE MASSON
III.V.3. ILLUSTRATION DE L’HYPERTROPHIE CARDIAQUE SUR COUPE DE COEUR ENTIER AVEC COLORATION A L’EOSINE-HEMALUN (HE)
III.V.4.QUANTIFICATION DES ARNM / PROTEINES : PCR QUANTITATIVE / WESTERN-BLOT.
III.V. ANALYSE STATISTIQUE
RESULTATS
PARTIE 1 : ROLE DE LA TRIADINE DANS LE DEVELOPPEMENT DE L’HYPERTROPHIE CARDIAQUE
1. LA TRIADINE EST NECESSAIRE AFIN DE PREVENIR LE REMODELAGE CARDIAQUE DELETERE SUITE A UNE PATHOLOGIE CARDIAQUE
2. ROLE DE LA TRIADINE SUR LA DYSFONCTION CONTRACTILE CARDIAQUE CONSECUTIVE A LA TAC
3. MECANISMES CELLULAIRES ET VOIES DE SIGNALISATION POTENTIELLES A L’ORIGINE DES EFFETS OBSERVES SUITE AU KNOCK-OUT DE LA TRIADINE
4. LA TRIADINE, UNE PROTEINE A POTENTIEL THERAPEUTIQUE DANS L’IC
PARTIE 2 : ROLE DE LA TRIADINE DANS L’ISCHEMIE CARDIAQUE – FOCUS SUR LA GENESE DES ARYTHMIES VENTRICULAIRES
1. LA TRIADINE ET LA FONCTION CARDIAQUE POST-IM
2. LA TRIADINE, UNE PROTEINE QUI PREVIENT LA SURVENUE D’ARYTHMIES AU COURS DE L’ISCHEMIE CARDIAQUE
DISCUSSION ET PERSPECTIVES
PERSPECTIVES
RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES

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