Remodelage des canaux potassiques dépendants de l'ATP lors de l'hypertrophie et de l'insuffisance cardiaque

RESUME :Introduction. Les maladies cardiovasculaires représentent la première cause de mortalité dans les pays développés et l'insuffisance cardiaque (IC) est la plus fréquente. Suite à un infarctus, le coeur des patients subit un remodelage ventriculaire pouvant évoluer vers un état d'IC. L'IC se définit comme un état dans lequel le coeur n'est plus capable d'approvisionner suffisamment les organes et cet état s'accompagne souvent de troubles du rythme cardiaque. Le remodelage ventriculaire touche de nombreux gènes codant à la fois pour les voies métaboliques et pour des canaux ioniques favorisant ainsi l'apparition des arythmies responsables de la mort subite des patients atteints d'IC. Comprendre ce passage entre remodelage et IC est crucial afin de pouvoir un jour prévenir l'IC et les complications médicales qui l'accompagnent. Nous nous sommes intéressés aux canaux potassiques dépendants de l'ATP (KATP) car ces canaux ont la capacité de coupler le métabolisme de la cellule à son activité électrique. En effet, les canaux KATP s'ouvrent quand la charge énergétique (rapport ATP/ ADP) de la cellule chute. Dans les cardiomyocytes, l'ouverture des KATP induit une hyperpolarisation de la membrane cellulaire ce qui diminue indirectement la surcharge calcique et de ce fait préserve la cellule. Les canaux KATp sont formés de 4 sous-unités Kir6.x (Kir6.1 ou Kir6.2) formant le pore du canal associées à 4 sous-unités régulatrices SUR. Les propriétés électrophysiologiques ainsi que la sensibilité pharmacologique des canaux KATP dépendent de leur composition et seuls les canaux KATP formés par la sous-unité Kirô.l sont activés par le diazoxyde.Méthodes et résultats. Nous avons d'abord montré dans un modèle in vivo d'IC chez le rat adulte que les sous-unités Kir6.1 et SUR sont surexprimées dans ces conditions pathologiques. Par ailleurs, les cardiomyocytes issus des coeurs infarcis deviennent sensibles au diazoxyde reflétant la surexpression de Kir6.1. Les potentiels d'action qui sont prolongés dans l'IC et qui sont à l'origine d'arythmies majeures sont normalisés par l'ouverture des canaux KATp induite par le diazoxyde. Ainsi, l'ouverture pharmacologique des canaux KATp contribuerait à la cardio-protection. Dans une seconde partie, nous avons déterminé quels étaient les facteurs de transcription responsables de ce changement d'expression des sous-unités formant les KATP. Dans notre modèle, nous avons pu montrer que la surexpression de Kirô.l est due aux facteurs de transcription Fox03 et FoxF2 qui est aussi responsable de la surexpression des sous-unités SUR. Dans la dernière partie de ce travail, nous avons mis au point un modèle d'IC in vitro en cultivant les cardiomyocytes de rats adultes en présence d'angiotensine II (Angll) ou de TNFa. Ce modèle expérimental nous a non seulement permis de mettre en relation l'importance de L'AnglI et du TNFa sur le remodelage des canaux KATP mais aussi de développer un modèle in vitro présentant les mêmes caractéristiques que le modèle in vivo concernant le remodelage des KATP lors de l'IC. Ce dernier modèle expérimental ouvre des perspectives afin de mieux caractériser les voies de signalisation impliquées dans le remodelage des canaux KATp lors de l'IC.Conclusion. Les canaux KATp subissent un remodelage lors de l'IC et les résultats obtenus montrent le potentiel cardio-protecteur de ces canaux.ABSTRACT :Background and aim. Cardiovascular disease is the leading cause of death in developed countries and heart failure (HF) is the most common. Following myocardial infarction, the heart of the patient undergoes ventricular remodeling which may evolve toward a state of HF. HF is defined as a state in which heart is unable to supply enough blood to organs and this state is often accompanied by cardiac arrhythmias. Ventricular remodeling involves many genes coding for both metabolic enzymes and ion channels. Changes in ion channel expression can promote arrhythmias responsible for sudden death in patients with HF. A better understanding of the transition between remodeling and HF is crucial in order to prevent the complications associated to HF We were interested in ATP-dependent potassium channels (KATp) because they couple cell metabolism to electrical activity of the cell. Indeed, KATP channels open when the energy charge (ratio of ATP / ADP) of the cell collapses. In cardiomyocytes, the opening of KATP channels induces hyper- polanzation of the cell membrane which reduces calcium overload and thereby protects the cell. KATp channels are composed by 4 Kir6.x subumts (Kir6.1 or Kir6.2) forming the pore channel associated with 4 regulatory subunits SUR. The electrophysiological properties as well as pharmacological sensitivity of KATp channels depend on their composition and only KATP channels formed by Kir6.1 subunit are activated by diazoxide.Methods and results. Firstly, using an in vivo model of HF in adult rats, we showed that Kir6.1 and SUR subunits are overexpressed in HF. In addition, cardiomyocytes from post-infarction hearts became sensitive to diazoxide reflecting the overexpression of the Kir6.1 subunit. The opening of KATP by diazoxide tended to reduce the action potential duration (APD) which is extended in HF. This increase in APD is known to be a major source of arrhythmias during HF. Therefore, the opening of KATP channels by diazoxide would be cardio-protective. Secondly, we wanted to determine which transcription factors were responsible for this KATP remodeling. In our model of HF, we showed that overexpression of Kir6.1 is due to the transcription factors Fox03 and FOXF2 which is also responsible for SUR subunits overexpression. Thirdly, we developed an in vitro model of HF by cultivation of adult rat cardiomyocytes in the presence of angiotensin II (Angll) or TNFa. This model is very interesting not only because it underlines the importance of Angll and TNFa in KATp remodeling but also because this in vitro model presents the same KATP remodeling as the in vivo model of HF. These findings show that our in vitro model of HF opens up many possibilities to investigate more precisely the signaling pathways involved in remodeling of the KATP channels in HF.Conclusion. KATP channels undergo remodeling during HF and our results show the cardio¬protective potential of KATP channels in this disease.

Les biomarqueurs dans la maladie de Fabry: relation entre Sphingosine-1 phosphate et Lyso-Gb3

Problématique : La maladie de Fabry est une maladie métabolique à stockage lysosomal. C'est une maladie héreditaire à transmission récessive qui concerne l'enzyme alpha-Galactosidase A. Le gène de l'alpha-Galactosidase A (GLA) se trouve au niveau du bras long du chromosome X «carté en Xq21.33-Xq22 ». L'enzyme muté ne recouvre plus son rôle catabolisateur et il ne métabolise pas le substrat globotriaosylceramide (Gb3). Par conséquence le Gb3 s'accumule dans tous les tissus. Dans les parois des vaisseaux sanguins le Gb3 s'accumule dans l'endothelium, la tunique interne des vaisseaux sanguins. Ce déficit métabolique se traduit par l'épaississement de la paroi vasculaire, des processus d'infarctus et ischémies du tissu cardiaque, rénal et cérébral. L'implication cardiaque de la maladie de Fabry est décrite chez plus de 78% des patients affectés par la maladie et se manifeste par une hypertrophie cardiaque du ventricule gauche. Toutefois, il n'existe pas de relation étroite entre hypertrophie cardiaque et le Gb3. La sphingosine 1-phosphate à été identifiée dans notre laboratoire et proposée comme facteur de croissance à l'origine du remodelage cardiovasculaire. De plus, la Globotriaosylsphingosine (Lyso-Gb3) à été aussi proposée comme facteur vasoactif chez les patients Fabry. Objectif : L'identification d'un biomarqueur pour le diagnostic et le suivi thérapeutique de la maladie de Fabry représente une domaine d'investigation active en recherche scientifique. Le Gb3 plasmatique ou dans les urines, la biopsie rénale ou cardiaque qui est mis en évidence grâce à la microscopie électronique sous forme de corps concentrique lamellaires, constituent les biomarqueurs classiques de la maladie de Fabry. Dernièrement, le Lyso-Gb3 et le Sphingosine-1 phosphate (S1P) ont été proposés comme marqueurs du remodelage cardiovasculaire. Le but de ce travail est de rassembler et de discuter la littérature concernant ces nouveaux marqueurs et, d'étudier une possible interaction entre Lyso-Gb3 et le S1P. Méthodologie : Rassembler la littérature scientifique et analyser l'implication de ces marqueurs dans la maladie de Fabry et leur effets cardiovasculaires. De plus, un travail expérimental est effectué. Ce travail consiste en l'identification d'une relation possible entre le Lyso-Gb3 et le S1P. Résultats : Avec ce travail on a cherché à actualiser et mettre à jour les notions concernant les biomarqueurs qui prennent place dans cette pathologie et les connaissances qu'on possède à ce jour sur les manifestations cardiovasculaires et neurologiques.La recherche d'un biomarqueur prime par le fait qu'un nombre considerable de patients est sous-diagnostiqués pour la maladie de Fabry et que entre les taux de substrat enzymatique accumulé dans les tissus et l'hypertrophie cardiaque, on peut constater une discordance. Grâce à ce travail expérimental, on a exclue la possibilité d'un effet précurseur du lyso-Gb3 pour le S1P. Nous avons montré que le Lyso-Gb3 est reconnu par les récepteurs du S1P avec des effets commun pour les S1P1-3 et différents pour le S1P2. Les taux du Lyso-Gb3 et du S1P doivent être mesuré chez les patients Fabry et une stratégie thérapeutique doit prendre en compte le rapport S1P/Lyso-Gb3.

Indications à la stimulation cardiaque dans la syncope vasovagale [Pacing in vasovagal syncope].

This article presents a critical review of the literature about the potential benefit of cardiac pacing in patients suffering from vasovagal or neurocardiogenic syncope. The manifestation of vasovagal syncope comprises some reflex bradycardia and vasoplegia resulting in cerebral hypoperfusion that ultimately leads to a loss of consciousness. The literature reports conflicting results of the potential benefit of cardiac pacing on the prevention of recurrence of vasovagal events. A detailed analysis of the inclusion criteria of these studies permits to clarify the discrepancy. Only patients older than 50 years with prolonged sinus pause at time of syncope benefit of the implantation of a cardiac pacemaker.

Options chirurgicates pour l'insuffisance cardiaque terminale [Surgical options for terminal heart failure]

Terminal heart failure can be the cause or the result of major dysfunctions of the organisms. Although, the outcome of the natural history is the same in both situations, it is of prime importance to differentiate the two, as only heart failure as the primary cause allows for successful mechanical circulatory support as bridge to transplantation or towards recovery. Various objective parameters allow for the establishment of the diagnosis of terminal heart failure despite optimal medical treatment. A cardiac index <2.0 l/min, and a mixed venous oxygen saturation <60%, in combination with progressive renal failure, should trigger a diagnostic work-up in order to identify cardiac defects that can be corrected or to list the patient for transplantation with/without mechanical circulatory support.

Rôle de l'IRM cardiaque dans le dépistage des cardiomyopathies de l'adulte [Cardiomyopathy and cardiac magnetic resonance].

Cardiovascular magnetic resonance (CMR) is a rapidly emerging non-invasive imaging technique free of X-Ray and offers higher spatial resolution than alternative forms of cardiac imaging for the assessment of left ventricular (LV) anatomy, function, and viability due to the unique capability of myocardial tissue characterization after gadolinium-chelates contrast administration. This imaging technique has clinical utility over a broad spectrum of heart diseases: ranging from ischaemic to non ischaemic aetiologies. Cardiomyopathies (CMP) are a heterogeneous group of diseases of the myocardium associated with architectural abnormalities and mechanical dysfunction. CMR can help excluding coronary artery disease and can provide positive diagnostic features for several CMP resulted in better diagnosis and management, Leading to improvements in mortality.

IRM cardiaque dans le suivi des cardiopathies congénitales à l'âge adulte [Cardiac MRI in the follow-up of adult congenital cardiomyopathy patients].

Magnetic resonance imaging is a rapidly developing modality in cardiology. It offers an excellent image definition and a large field of view, allowing a more accurate morphological assessment of cardiac malformations. Due to its unique versatility and its ability to provide myocardial tissue characterization, cardiac magnetic resonance (CMR) is now recognized as a central imaging modality for a wide range of congenital heart diseases, including assessment of post-surgical cardiac anatomy, quantification of valvular disease and detection of myocardial ischemia. CMR provides useful diagnostic information without any radiation exposure, and improves the global management of patients with congenital heart disease.

Effets hémodynamiques d'un inhibiteur de l'effet vasculaire de la vasopressine chez des patients avec insuffisance cardiaque congestive [Hemodynamic effects of an inhibitor of the vascular effects of vasopressin in patients with congestive heart failure]

To assess the role of vasopressin (AVP) in congestive heart failure (CHF), we investigated 10 patients with CHF refractory to conventional treatment, before and 60 minutes after intravenous administration of 5 micrograms/kg of d(CH2)5Tyr(Me)AVP, a specific antagonist of AVP at the vascular receptor level. Heart rate, systemic arterial pressure, pulmonary arterial pressure, pulmonary capillary wedge pressure, cardiac index by thermodilution, and cutaneous blood flow by laser-Doppler technique were measured. In 9 patients there was no significant hemodynamic and cutaneous blood flow response to the AVP antagonist. Plasma AVP was 2.3 +/- 0.8 pg/ml and plasma osmolality 284 +/- 14 mosm/kg H2O. The tenth patient had the most severe CHF. His plasma AVP was 55 pg/ml and plasma osmolality 290 mosm/kg. He responded to the AVP antagonist with a marked decrease in systemic arterial pressure from 115/61 to 79/41 mm Hg, in pulmonary arterial pressure from 58/31 to 33/13 mm Hg and in pulmonary capillary wedge pressure from 28 to 15 mm Hg. Simultaneously cardiac index increased from 1.1 to 2.21 X min-1 X m-2 and cutaneous blood flow rose 5-fold. Thus, most patients with CHF have only moderately elevated plasma AVP and its role in determining peripheral vascular resistance appears to be limited. AVP may become important in rare patients presenting with marked hemodynamic instability and very high plasma AVP.

Evaluation cardiologique préopératoire avant chirurgie non cardiaque: stratification du risque cardiovasculaire [Preoperative cardiac assessment before non-cardiac surgery: cardiac risk stratification].

Perioperative cardiac events occurring in patients undergoing non-cardiac surgery are a common cause of morbidity and mortality. Current guidelines recommend an individualized approach to preoperative cardiac risk stratification prior to non-cardiac surgery, integrating risk factors both for the patient (active cardiac conditions, clinical risk factors, functional capacity) and for the planned surgery. Preoperative cardiac investigations are currently limited to high-risk patients in whom they may contribute to modify the perioperative management. A multidisciplinary approach to such patients, integrating the general practitioner, is recommended in order to define an individualized peri-operative strategy.

Suivi du patient après transplantation cardiaque: monitoring et adaptation de l'immunosuppression [Monitoring and adjustment of immunosuppression after heart transplantation].

Heart transplantation remains the best therapeutic option for the treatment of end-stage heart failure. However, good survival rates can be obtained only if patients are closely monitored, particularly for their immunosuppressive regimens. Currently, a triple-drug regimen usually based on calcineurin-inhibitors (cyclosporin A or tacrolimus), anti-proliferative agents and steroids is used in most recipients. New agents such as the mTOR inhibitors, a more recently developed class of immunosuppressive drugs, can also be used in some patients. The aim of this article is to review currently used immunosuppressive regimens after heart transplantation, and to propose some individualized options depending on specific patient characteristics and recent pharmacological developments in the field.

Fonction surrénalienne après bolus d'étomidate en chirurgie cardiaque: une étude rétrospective [Adrenal function after induction of cardiac surgery patients with etomidate: a retrospective study]

OBJECTIVE: A single bolus dose of etomidate decreases cortisol synthesis by inhibiting the 11-beta hydroxylase, a mitochondrial enzyme in the final step of cortisol synthesis. In our institution, all the patients undergoing cardiac surgery receive etomidate at anesthesia induction. The purpose of this study was to assess the incidence of adrenocortical dysfunction after a single dose of etomidate in selected patients undergoing major cardiac surgery and requiring high-dose norepinephrine postoperatively. STUDY DESIGN: Retrospective descriptive study in the surgical ICU of a university hospital. PATIENTS AND METHODS: Sixty-three patients presented acute circulatory failure requiring norepinephrine (>0,2 microg/kg/min) during the 48 hours following cardiac surgery. Absolute adrenal insufficiency was defined as a basal cortisol below 414 nmo/l (15 microg/dl) and relative adrenal insufficiency as a basal plasma cortisol between 414 nmo/l (15 microg/dl) and 938 nmo/l (34 microg/dl) with an incremental response after 250 microg of synthetic corticotropin (measured at 60 minutes) below 250 nmol/l (9 microg/dl). RESULTS: Fourteen patients (22%) had normal corticotropin test results, 10 (16%) had absolute and 39 (62%) relative adrenal insufficiency. All patients received a low-dose steroid substitution after the corticotropin test. Substituted patients had similar clinical outcomes compared to patients with normal adrenal function. CONCLUSION: A high incidence of relative adrenal failure was observed in selected cardiac surgery patients with acute postoperative circulatory failure.

Assistances ventriculaires gauches dans le choc cardiogène et l'insuffisance cardiaque terminate [Left ventricular assist devices in cardiogenic shock and chronic refractory heart failure].

Decompensated heart failure, either acute (cardiogenic shock) or chronic (terminal heart failure) may become refractory to conventional therapy, then requiring mechanical assistance of the failing heart to improve hemodynamics. In the acute setting, aortic balloon counterpulsation is used as first line therapy. In case of failure, other techniques include the extracorporal membrane oxygenator or a percutaneous left ventricular assist device, such as the TandemHeart or the Impella. In chronic heart failure, long-term left ventricular assist devices can be surgically implanted. The continuous flow devices give here the best results. The aim of the present review article is to present with some details the various methods of mechanical left ventricle assistance to which the intensivist may be confronted in his daily practice.

Evaluation pré-TAVI : comparaison entre le scanner cardiaque et l'échocardiographie.

Objectifs: Comparer le CT et l'échocardiographie cardiaques pour l'évaluation pré-interventionnelle des patients éligibles pour un remplacement aortique percutané (TAVI). Matériels et méthodes: Trente patients (15F/15H, âge 84±7y) éligibles pour un TAVI par voie transfémorale (n=15) ou transapicale (n=15) ont bénéficié d'un CT pré-procédural pour évaluer le diamètre (DCT) valvulaire aortique. Une échographie trans-thoracique pré et post-TAVI a été effectuée pour évaluer le gradient trans-valvulaire (Gmax) et la différence (ΔGmax), et une échographie trans-oesophagienne (ETO) pour confirmer le diamètre valvulaire (DUS). Le test-t de Student, le test de Lin (ρc) et le test de Bland-Altman (LOA) ont été utilisés pour les comparaisons. Résultats: Le DCT était similaire chez les patients bénéficiant d'un TAVI transfémoral ou transapical (22.9±3.0mm vs. 21.2±1.5mm,p=0.06). Le DCT était plus bas que le DUS (22.2±2.6mm vs. 23.3±2.1mm,p=0.017) et l'agrément entre DCT et DUS était modéré (ρc=0.62,différence moyenne=-1.1±1.9mm, 95%LOA:-4.8-2.6). Le Gmax pré-TAVI était similaire chez les patients ayant un TAVI transfémoral ou transapical (70.8±33.7 vs. 86.3±24.0mmHg,p=0.17). Le Gmax post-TAVI était plus bas que le Gmax pré-TAVI (78.5±29.7 vs. 16.8±5.1mmHg,p<0.001). Le ΔGmax était similaire pour les TAVI transfémoraux ou transapicaux (46.3±28.6 vs. 70.4±25.1 mmHg,p=0.05). Conclusion: Le CT cardiaque représente une alternative non-invasive à l'ETO pour l'évaluation pré-TAVI du diamètre valvulaire aortique.

Pamidronate intraveineux dans le traitement de l'ostéoporose post-ménopausique : effets de différentes modalités d'administration sur le remodelage et la densité osseuse : une étude pilote

Résumé : Introduction : l'ostéoporose est une maladie caractérisée par une masse osseuse diminuée et une structure osseuse appauvrie amenant à une fragilité osseuse augmentée et par conséquent à une augmentation du risque fracturaire. Elle est associée à une morbidité et mortalité importantes. Il existe de nombreuses substances à disposition pour son traitement. La modalité d'administration est très variable selon la substance prescrite. Les bisphosphonates, puissants antirésorbeurs osseux, sont la classe médicamenteuse de référence. Malheureusement, prescrits per os, iIs ont fréquemment des effets secondaires digestifs limitant leur usage et sont donc mieux tolérés en iv. C'est le pamidronate qui a été le premier prescrit et reste le plus utilisé. Méthode : le meilleur régime d'administration du pamidronate n'étant pas connu, nous avons testé son effet à différentes doses sur les marqueurs du remodelage osseux et la densitométrie osseuse. Trois modalités d'administration pour une dose annuelle constante (30 mg tous les 3 mois, 40 mg tous les 4 mois et 60 mg tous les 6 mois) ont été comparées chez des femmes postménopausées avec une ostéoporose. 39 patientes ont été recrutées sur 2 ans et réparties en 2 groupes appelés EFAP 1 et 2 pour Evaluation de la Fréquence d'Administration du Pamidronate selon la fréquence des contrôles de sang. Résultats : au cours des 6 premiers mois de traitement, on observe une chute rapide des télopeptides sanguins dès le premier mois qui suit l'injection de 30, 40 ou 60 mg de pamidronate avec toutefois, une inhibition de la résorption osseuse plus efficace à long terme pour les traitements fractionnés (30 et 40 mg). Des résultats similaires sont obtenus pour l'ostéocalcine. Il n'existe en revanche pas de modifications significatives des autres paramètres (calcémie, PTH, vitamine D et phosphatase alcaline) dans les 3 groupes. Ces résultats se confirment après 24 mois de traitement avec une efficacité plus marquée pour les traitements 30 et 40 mg. Sur le plan des valeurs de densitométrie osseuse, après 2 ans de traitement, les valeurs sont augmentées de façon significative sur la colonne lombaire avec les trais dosages, de façon non significatives sur le col fémoral et de façon significative pour le trochanter avec le dosage de 40 mg seulement. Conclusions : bien que cette étude démontre des gains de densité osseuse quasi identiques entre les 3 modes d'administration pour une dose annuelle cumulée de 120 mg, l'inhibition du remodelage osseux est beaucoup plus importante avec les doses de 30 ou 40 mg tous les 3 ou 4 mois qu'avec 60 mg tous les 6 mois. Ces deux modes d'administration permettent de mieux expliquer le lien entre l'effet sur les marqueurs et sur la densitométrie osseuse.

L'autopsie moléculaire de la mort subite cardiaque: de la salle d'autopsie au cabinet du praticien [Molecular autopsy of sudden cardiac death: from postmortem to clinical approach]

Sudden cardiac death is one of the most prevalent cause of death in developed countries. Its aetiology varies according to the age. Some cardiac diseases may explain sudden death with minimal or no anatomic findings. However, many cardiac diseases, as for example channelopathies and hypertrophic cardiomyopathy have a genetic basis. Therefore genetic analyses (molecular autopsy) are becoming a useful tool in forensic medicine to identify the cause of sudden cardiac death and to improve the early diagnosis of asymptomatic carriers among relatives.