Quantitative evidence for neurofilament heavy subunit aggregation in motor neurons of spinal cords of patients with amyotrophic lateral sclerosis

Amyotrophic lateral sclerosis (ALS), a neurodegenerative disease of unknown etiology, affects motor neurons leading to atrophy of skeletal muscles, paralysis and death. There is evidence for the accumulation of neurofilaments (NF) in motor neurons of the spinal cord in ALS cases. NF are major structural elements of the neuronal cytoskeleton. They play an important role in cell architecture and differentiation and in the determination and maintenance of fiber caliber. They are composed of three different polypeptides: light (NF-L), medium (NF-M) and heavy (NF-H) subunits. In the present study, we performed a morphological and quantitative immunohistochemical analysis to evaluate the accumulation of NF and the presence of each subunit in control and ALS cases. Spinal cords from patients without neurological disease and from ALS patients were obtained at autopsy. In all ALS cases there was a marked loss of motor neurons, besides atrophic neurons and preserved neurons with cytoplasmic inclusions, and extensive gliosis. In control cases, the immunoreaction in the cytoplasm of neurons was weak for phosphorylated NF-H, strong for NF-M and weak for NF-L. In ALS cases, anterior horn neurons showed intense immunoreactivity in focal regions of neuronal perikarya for all subunits, although the difference in the integrated optical density was statistically significant only for NF-H. Furthermore, we also observed dilated axons (spheroids), which were immunopositive for NF-H but negative for NF-M and NF-L. In conclusion, we present qualitative and quantitative evidence of NF-H subunit accumulation in neuronal perikarya and spheroids, which suggests a possible role of this subunit in the pathogenesis of ALS.

Molecular and cellular pathogenesis of autosomal recessive polycystic kidney disease

Autosomal recessive polycystic kidney disease (ARPKD) is an inherited disease characterized by a malformation complex which includes cystically dilated tubules in the kidneys and ductal plate malformation in the liver. The disorder is observed primarily in infancy and childhood, being responsible for significant pediatric morbidity and mortality. All typical forms of ARPKD are caused by mutations in a single gene, PKHD1 (polycystic kidney and hepatic disease 1). This gene has a minimum of 86 exons, assembled into multiple differentially spliced transcripts and has its highest level of expression in kidney, pancreas and liver. Mutational analyses revealed that all patients with both mutations associated with truncation of the longest open reading frame-encoded protein displayed the severe phenotype. This product, polyductin, is a 4,074-amino acid protein expressed in the cytoplasm, plasma membrane and primary apical cilia, a structure that has been implicated in the pathogenesis of different polycystic kidney diseases. In fact, cholangiocytes isolated from an ARPKD rat model develop shorter and dysmorphic cilia, suggesting polyductin to be important for normal ciliary morphology. Polyductin seems also to participate in tubule morphogenesis and cell mitotic orientation along the tubular axis. The recent advances in the understanding of in vitro and animal models of polycystic kidney diseases have shed light on the molecular and cellular mechanisms of cyst formation and progression, allowing the initiation of therapeutic strategy designing and promising perspectives for ARPKD patients. It is notable that vasopressin V2 receptor antagonists can inhibit/halt the renal cystic disease progression in an orthologous rat model of human ARPKD.

Noninvasive prognostic markers for cardiac death and ventricular arrhythmia in long-term follow-up of subjects with chronic Chagas' disease

The objective of the present study was to investigate clinical, echocardiographic and electrocardiographic (12-lead resting ECG, 24-h ambulatory ECG monitoring and signal-averaged ECG (SAECG)) parameters in subjects with chronic Chagas' disease in a long-term follow-up as prognostic markers for adverse outcomes. Fifty adult outpatients (34 to 74 years old, 31 females) staged according to Los Andes class I, II or III and complaining of palpitation were enrolled in a longitudinal study. SAECG was analyzed in time and frequency domains and the endpoint was a composite of cardiac death and ventricular tachycardia. During a follow-up of 84.2 ± 39.0 months, 34.0% of the patients developed adverse outcomes (9 cardiac deaths and 11 episodes of ventricular tachycardia). After optimal dichotomization, in a stepwise multivariate Cox-hazard regression model, apical aneurysm (HR = 3.7; 95% CI = 1.2-1.3; P = 0.02), left ventricular ejection fraction <62% (HR = 4.60; 95% CI = 1.39-15.24; P = 0.01) and incidence of ventricular premature contractions >614 per 24 h (hazard ratio = 6.1; 95% CI = 1.7-22.6; P = 0.006) were independent predictors of the composite endpoint. Although a high frequency content in SAECG demonstrated association with the presence of left ventricular dysfunction and myocardial fibrosis, its predictive value for the composite endpoint was not significant. Apical aneurysms, reduced left ventricular function and a high incidence of ventricular ectopic beats over a 24-h period have a strong predictive value for a composite endpoint of cardiac death and ventricular tachycardia in subjects with chronic Chagas' disease.

N-terminal prohormone brain natriuretic peptide (NT-proBNP) as a noninvasive marker for restrictive syndromes

Constrictive pericarditis (CP) and restrictive cardiomyopathy share many similarities in both their clinical and hemodynamic characteristics and N-terminal prohormone brain natriuretic peptide (NT-proBNP) is a sensitive marker of cardiac diastolic dysfunction. The objectives of the present study were to determine whether serum NT-proBNP was high in patients with endomyocardial fibrosis (EMF) and CP, and to investigate how this relates to diastolic dysfunction. Thirty-three patients were divided into two groups: CP (16 patients) and EMF (17 patients). The control group consisted of 30 healthy individuals. Patients were evaluated by bidimensional echocardiography, with restriction syndrome evaluated by pulsed Doppler of the mitral flow and serum NT-proBNP measured by immunoassay and detected by electrochemiluminescence. Spearman correlation coefficient was used to analyze the association between log NT-proBNP and echocardiographic parameters. Log NT-proBNP was significantly higher (P < 0.05) in CP patients (log mean: 2.67 pg/mL; 95%CI: 2.43-2.92 log pg/mL) and in EMF patients (log mean: 2.91 pg/mL; 95%CI: 2.70-3.12 log pg/mL) compared with the control group (log mean: 1.45; 95%CI: 1.32-1.60 log pg/mL). There were no statistical differences between EMF and CP patients (P = 0.689) in terms of NT-proBNP. The NT-proBNP log tended to correlate with peak velocity of the E wave (r = 0.439; P = 0.060, but not with A wave (r = -0.399; P = 0.112). Serum NT-proBNP concentration can be used as a marker to detect the presence of diastolic dysfunction in patients with restrictive syndrome; however, serum NT-proBNP levels cannot be used to differentiate restrictive cardiomyopathy from CP.

Trypanosoma cruzi infection induces up-regulation of cardiac muscarinic acetylcholine receptors in vivo and in vitro

The pathogenesis of chagasic cardiomyopathy is not completely understood, but it has been correlated with parasympathetic denervation (neurogenic theory) and inflammatory activity (immunogenic theory) that could affect heart muscarinic acetylcholine receptor (mAChR) expression. In order to further understand whether neurogenic and/or immunogenic alterations are related to changes in mAChR expression, we studied two models of Trypanosoma cruzi infection: 1) in 3-week-old male Sprague Dawley rats chronically infected with T. cruzi and 2) isolated primary cardiomyocytes co-cultured with T. cruzi and peripheral blood mononuclear cells (PBMC). Using [³H]-quinuclidinylbenzilate ([³H]-QNB) binding assays, we evaluated mAChR expression in homogenates from selected cardiac regions, PBMC, and cultured cardiomyocytes. We also determined in vitro protein expression and pro-inflammatory cytokine expression in serum and cell culture medium by ELISA. Our results showed that: 1) mAChR were significantly (P < 0.05) up-regulated in right ventricular myocardium (means ± SEM; control: 58.69 ± 5.54, N = 29; Chagas: 72.29 ± 5.79 fmol/mg, N = 34) and PBMC (control: 12.88 ± 2.45, N = 18; Chagas: 20.22 ± 1.82 fmol/mg, N = 19), as well as in cardiomyocyte transmembranes cultured with either PBMC/T. cruzi co-cultures (control: 24.33 ± 3.83; Chagas: 43.62 ± 5.08 fmol/mg, N = 7 for both) or their conditioned medium (control: 37.84 ± 3.84, N = 4; Chagas: 54.38 ± 6.28 fmol/mg, N = 20); 2) [³H]-leucine uptake was increased in cardiomyocytes co-cultured with PBMC/T. cruzi-conditioned medium (Chagas: 21,030 ± 2321; control 10,940 ± 2385 dpm, N = 7 for both; P < 0.05); 3) plasma IL-6 was increased in chagasic rats, IL-1β, was increased in both plasma of chagasic rats and in the culture medium, and TNF-α level was decreased in the culture medium. In conclusion, our results suggest that cytokines are involved in the up-regulation of mAChR in chronic Chagas disease.

Mechanical cardiac remodeling and new-onset atrial fibrillation in long-term follow-up of subjects with chronic Chagas' disease

Atrial fibrillation (AF) affects subjects with Chagas' disease and is an indicator of poor prognosis. We investigated clinical, echocardiographic and electrocardiographic variables of Chagas' disease in a long-term longitudinal study as predictors of a new-onset AF episode lasting >24 h, nonfatal embolic stroke and cardiac death. Fifty adult outpatients (34 to 74 years old, 62% females) staged according to the Los Andes classification were enrolled. During a follow-up of (mean ± SD) 84.2 ± 39.0 months, 9 subjects developed AF (incidence: 3.3 ± 1.0%/year), 5 had nonfatal stroke (incidence: 1.3 ± 1.0%/year), and nine died (mortality rate: 2.3 ± 0.8%/year). The progression rate of left ventricular mass and left ventricular ejection fraction was significantly greater in subjects who experienced AF (16.4 ± 20.0 g/year and -8.6 ± 7.6%/year, respectively) than in those who did not (8.2 ± 8.4 g/year; P = 0.03, and -3.0 ± 2.5%/year; P = 0.04, respectively). In univariate analysis, left atrial diameter ≥3.2 cm (P = 0.002), pulmonary arterial hypertension (P = 0.035), frequent premature supraventricular and ventricular contraction counts/24 h (P = 0.005 and P = 0.007, respectively), ventricular couplets/24 h (P = 0.002), and ventricular tachycardia (P = 0.004) were long-term predictors of AF. P-wave signal-averaged ECG revealed a limited long-term predictive value for AF. In chronic Chagas' disease, large left atrial diameter, pulmonary arterial hypertension, frequent supraventricular and ventricular premature beats, and ventricular tachycardia are long-term predictors of AF. The rate of left ventricular mass enlargement and systolic function deterioration impact AF incidence in this population.

Effect of trimetazidine treatment on the transient outward potassium current of the left ventricular myocytes of rats with streptozotocin-induced type 1 diabetes mellitus

Cardiovascular complications are a leading cause of mortality in patients with diabetes mellitus (DM). The present study was designed to investigate the effects of trimetazidine (TMZ), an anti-angina drug, on transient outward potassium current (Ito) remodeling in ventricular myocytes and the plasma contents of free fatty acid (FFA) and glucose in DM. Sprague-Dawley rats, 8 weeks old and weighing 200-250 g, were randomly divided into three groups of 20 animals each. The control group was injected with vehicle (1 mM citrate buffer), the DM group was injected with 65 mg/kg streptozotocin (STZ) for induction of type 1 DM, and the DM + TMZ group was injected with the same dose of STZ followed by a 4-week treatment with TMZ (60 mg·kg-1·day-1). All animals were then euthanized and their hearts excised and subjected to electrophysiological measurements or gene expression analyses. TMZ exposure significantly reversed the increased plasma FFA level in diabetic rats, but failed to change the plasma glucose level. The amplitude of Ito was significantly decreased in left ventricular myocytes from diabetic rats relative to control animals (6.25 ± 1.45 vs 20.72 ± 2.93 pA/pF at +40 mV). The DM-associated Ito reduction was attenuated by TMZ. Moreover, TMZ treatment reversed the increased expression of the channel-forming alpha subunit Kv1.4 and the decreased expression of Kv4.2 and Kv4.3 in diabetic rat hearts. These data demonstrate that TMZ can normalize, or partially normalize, the increased plasma FFA content, the reduced Ito of ventricular myocytes, and the altered expression Kv1.4, Kv4.2, and Kv4.3 in type 1 DM.

Lipoprotein glomerulopathy: a case report of a rare disease in a brazilian child

Lipoprotein glomerulopathy (LPG) is a rare autosomal recessive glomerulopathy associated with the deposition of lipoprotein thrombi in the capillary lumina due to apoE gene mutations. Abnormal plasma lipoprotein profile and marked increase in serum apoliprotein E (apoE) are characteristic clinical data. The compromised patients can present nephrotic syndrome, hematuria, and progressive renal failure. Herein, the authors present the first described case of LPG in a Brazilian male patient, 11 years, who presented with a steroid-resistant nephrotic syndrome. Renal function was normal. Kidney biopsy showed markedly enlarged glomerulus, with dilated capillary loops and weak eosinophilic lipoprotein thrombi in the capillary lumina. Interstitium, tubules, arteries, and veins showed normal histologic aspect. Genotypic study for the apoE gene showed the presence of the alleles E3 and E4. The diagnosis of LPG was then performed. The patient received lipid-lowering treatment. After 2 years of follow-up, renal function is gradually decreasing, with persisting heavy proteinuria, despite a marked decrease in serum cholesterol and triglycerides levels.

Human fetal malformations associated with the use of an angiotensin II receptor antagonist: Case Report

Introduction: The potential risks related to drug exposure during pregnancy represent a vast chapter in modern obstetrics and data regarding the safety of antihypertensive drugs during pregnancy are relatively scarce. Case report: A 37-year-old patient discovered her fifth pregnancy at our hospital after 26 weeks and 4 days of gestation. She reported a history of hypertension and was currently being treated with Losartan. Hospitalization was recommended for the patient and further evaluation of fetal vitality was performed. On the fourth day an ultrasound was performed, resulting in a severe oligohydramnios, fetal centralization and abnormal ductus venosus. After 36 hours, the newborn died. Pathologic evaluation: At autopsy, the skullcap had large fontanels and deficient ossification. The kidneys were slightly enlarged. A microscopic examination detected underdevelopment of the tubules and the presence of some dilated lumens. Immunohistochemical detection of epithelial membrane antigen was positive. Immunoreactivity of CD 15 was also assayed to characterize the proximal tubules, and lumen collapse was observed in some regions. Discussion: Angiotensin-converting enzyme inhibitors (ACEIs) and angiotensin receptor antagonists (ARAs) are among the most widely prescribed drugs for hypertension. They are often used by hypertensive women who are considering become pregnant. While their fetal toxicity in the second or third trimesters has been documented, their teratogenic effect during the first trimester has only recently been demonstrated. Conclusion: Constant awareness by physicians and patients should be encouraged, particularly in regard to the prescription of antihypertensive drugs in women of childbearing age who are or intend to become pregnant.

Rôle du test génétique dans la cardiomyopathie arythmogène du ventricule droit. Étude sur une cohorte prospective unicentrique.

La cardiomyopathie/dysplasie arythmogène du ventricule droit (ARVC/D) est un désordre d’origine génétique caractérisé par le remplacement du myocarde par du tissus fibro-adipeux dans le ventricule droit. Ce désordre est responsable d’un grand pourcentage de mort subite, spécialement chez les plus jeunes. ARVC/D est difficile à diagnostiquer avec les outils cliniques actuels. Elle est causée en grande majorité par des mutations dans les protéines desmosomales. ARVC/D a donc des implications d’une grande importance chez les membres de la famille, qui peuvent sans le savoir, être aussi à risque de mort subite. Dans le but d’améliorer le diagnostique, un nouvel outil, le test génétique, est de plus en plus utilisé. Hypothèses: Dans le but d’évaluer la valeur du test génétique en complément du test clinique classique chez ARVC/D nous avons effectué une investigation clinique et génétique chez 23 cas-index atteints. Méthodes: Les cas-index sont diagnostiqué après une mort subite dans la famille ou après un examen clinique poussé pour arythmies. Le diagnostique d’ARVC/D a été fait avec les outils cliniques selon les critères. L’analyse génétique des protéines desmosomales associées à la maladie a été effectuée en séquençant leurs exons ainsi que les régions introniques nécessaires à l’épissage alternatif. Résultats: Le diagnostique clinique était clair dans 18/23 et incertain dans 5/23 des individus. Nous avons identifié 15 différentes mutations chez 10 cas-index. 64% des mutations n’avaient jamais été décrites. De plus, nous avons observé la présence de double ou triple mutant dans 40% des cas-index positifs. Les individus avec mutations sont plus jeunes et ont plus de symptômes que les individus sans mutation. Conclusion: Les tests génétiques sont positifs dans 43% des patients avec ARVC/D. L’utilisation de la technologie génétique basée sur l’identification de mutations connues a une valeur limitée vu le haut pourcentage des mutations nouvelles dans la maladie. La présence de double, même de triple mutant n’est pas associé avec un phénotype plus sévère, mais renforce l’idée de la nécessité d’un test génétique pour tous les gènes. Le test génétique est un outil fort utile à ajouter aux tests cliniques pour le diagnostique des patients qui ne remplissent pas tous les critères cliniques de la maladie. Mots clés: génétique, ARVC/D, mort subite, desmosome

Vulnérabilité cardiaque au stress au cours du remodelage ventriculaire pathologique : rôle de la mitochondrie et du pore de perméabilité transitionnelle (PTP)

L’objectif central de cette thèse de Doctorat était d’investiguer les dysfonctions mitochondriales qui surviennent précocement au cours de la phase compensée du remodelage ventriculaire pathologique et qui pourraient jouer un rôle causal dans la progression vers l’insuffisance cardiaque. Nos travaux antérieurs, réalisés à l’aide d’un modèle de surcharge volumique chronique induite par une fistule aorto-cavale (ACF) chez le Rat WKHA, ont montré qu’au cours du remodelage ventriculaire, les mitochondries développaient une vulnérabilité à l’ouverture du pore de perméabilité transitionnelle (PTP : un élément clé de la signalisation de la mort cellulaire) [1]. Ceci était observable au stade compensé du remodelage en absence des dysfonctions mitochondriales majeures typiquement observées dans le cœur insuffisant. Ces résultats nous ont amenés à suggérer que la vulnérabilité à l’ouverture du PTP pourrait constituer un mécanisme précoce favorisant la progression de la cardiopathie. Dans l’étude 1 de cette thèse, nous avons tenté de tester cette hypothèse en induisant une ACF chez deux souches de rats affichant de très nettes différences au niveau de la propension à développer l’insuffisance cardiaque : les souches WKHA et Sprague Dawley (SD). Nos études in vitro sur organelles isolées et in situ sur l’organe entier ont permis de confirmer que, dans le cœur ACF, les mitochondries développent une vulnérabilité à l’ouverture du PTP et à l’activation de la voie mitochondriale de la mort cellulaire lorsqu’exposées à des stress pertinents à la pathologie (surcharge calcique, ischémie-reperfusion [I-R]). Cependant, bien que comparativement aux animaux WKHA, les animaux SD démontraient un remodelage ventriculaire plus rapide et prononcé et une progression précoce vers l’insuffisance cardiaque, aucune différence n’était observable entre les deux groupes au niveau des dysfonctions mitochondriales, suggérant quelles ne sont pas à l’origine de la progression plus rapide de la pathologie chez la souche SD, à tout le moins en réponse à la surcharge volumique. Nous avons par la suite déterminé, à l’aide des mêmes approches expérimentales, si cette vulnérabilité mitochondriale était observable dans une cardiopathie d’étiologie différente, plus spécifiquement celle qui est associée à la dystrophie musculaire de Duchenne (DMD), une maladie génétique causée par une mutation de la protéine dystrophine. Nos études menées (études 2-4) sur de jeunes souris mdx (le modèle murin de la DMD) exemptes de tout signe clinique de cardiopathie n’ont révélé aucune différence au niveau des fonctions mitochondriales de base. Cependant, tout comme dans le modèle d’ACF, les mitochondries dans le cœur de souris mdx étaient significativement plus vulnérables à l’ouverture du PTP lorsque soumises à une I-R (étude 2). Par ailleurs, nous avons démontré que l’administration aiguë de sildénafil aux souris mdx induisait une abolition de l’ouverture du PTP et de ses conséquences signalétiques, une diminution marquée du dommage tissulaire et une meilleure récupération fonctionnelle à la suite de l’I-R (étude 3). Nous avons ensuite testé chez la souris mdx l’administration aiguë de SS31, un peptide anti-oxydant ciblé aux mitochondries, cependant aucun effet protecteur n’a été observé, suggérant que le tamponnement des radicaux libres est d’une utilité limitée si les perturbations de l’homéostasie calcique typiques à cette pathologie ne sont pas traitées simultanément (étude 4). Globalement, les travaux effectués au cours de cette thèse démontrent que la vulnérabilité à l’ouverture du PTP constitue une dysfonction précoce et commune qui survient au cours de remodelages ventriculaires pathologiques d’étiologies différentes. Par ailleurs, ces travaux suggèrent des stratégies d’intervention pharmacologiques ciblant ce processus, dont l’efficacité pour la prévention de l’insuffisance cardiaque demande à être établie.

Altérations du métabolisme cardiaque associées à des désordres génétiques de l’oxydation des acides gras à chaîne longue chez la souris

Bien que le changement dans le choix des substrats énergétiques des acides gras (AGs) vers les glucides soit considéré comme bénéfique pour le cœur insuffisant, il n’est pas clair à savoir pourquoi les patients atteints de désordres de la β-oxydation (β-OX) des AGs à chaîne longue (AGCLs) développent des troubles du rythme et des cardiomyopathies. De plus, le traitement actuel ne permet pas de prévenir l’apparition du phénotype clinique chez tous les patients, spécifiquement en condition de jeûne ou de stress. Ainsi, plusieurs modèles de souris déficientes pour des enzymes impliquées dans l’oxydation des acides gras ont été développés de manière à améliorer les connaissances de la maladie ainsi que les traitements offerts aux patients. À cet égard, cette étude vise à évaluer le phénotype métabolique et fonctionnel des cœurs de souris déficientes pour le récepteur activé de la prolifération des peroxysomes-α (PPARα), un facteur de transcription des gènes impliqués notamment dans la β-OX des AGs, et pour la déshydrogénase des acyl-CoA à très longue chaîne (very-long chain acyl-CoA dehydrogenase, VLCAD), le déficit de l’oxydation des AGCLs le plus commun chez l’humain. L’approche expérimentale utilisée comprend plusieurs techniques dont (i) la perfusion ex vivo de cœur de souris au travail combinée à l’utilisation de substrats marqués au carbone 13 (13C) et à l’analyse par chromatographie gazeuse-spectrométrie de masse (GCMS), (ii) l’analyse de l’expression génique par qPCR et (iii) l’analyse de l’activité électrique du cœur in vivo par télémétrie. De manière inattendue, les résultats de cette étude menée chez la souris ont permis de mettre en évidence que des déficits pour des protéines impliquées dans l’oxydation des AGCLs sont associés à des altérations du métabolisme (i) des glucides, (ii) des AGs polyinsaturés (AGPIs), et (iii) mitochondrial, incluant l’anaplérose, en plus d’être liés à des désordres de la fonction électrique du cœur, à savoir une prolongation du segment QTc. Pris dans leur ensemble, les résultats de cette thèse pourraient servir à l’élaboration de nouvelles interventions métaboliques destinées à améliorer les traitements possibles et donc, la qualité de vie des patients atteints de désordres héréditaires de la β-OX des AGCLs.

Identification des bases génétiques des myopathies à multi-minicores avec ou sans cardiomyopathie

Thèse réalisée en cotutelle avec l'Université Pierre et Marie Curie, Paris 6(UPMC, Paris, France).

The Role of MicroRNA Regulation of Cardiac Ion Channel in Arrhythmia

La fibrillation auriculaire (FA) est le trouble du rythme le plus fréquemment observé en pratique clinique. Elle constitue un risque important de morbi-mortalité. Le traitement de la FA reste un défi majeur en lien avec les nombreux effets secondaires associés aux approches thérapeutiques actuelles. Dans ce contexte, une meilleure compréhension des mécanismes sous-jacents à la FA est essentielle pour le développement de nouvelles thérapies offrant un meilleur rapport bénéfice/risque pour les patients. La FA est caractérisée par i) un remodelage électrique délétère associé le plus souvent ii) à un remodelage structurel du myocarde favorisant la récurrence et le maintien de l’arythmie. La diminution de la période réfractaire effective au sein du tissu auriculaire est un élément clef du remodelage électrique. Le remodelage structurel, quant à lui, se manifeste principalement par une fibrose tissulaire qui altère la propagation de l’influx électrique dans les oreillettes. Les mécanismes moléculaires impliqués dans la mise en place de ces deux substrats restent mal connus. Récemment, le rôle des microARNs (miARNs) a été pointé du doigt dans de nombreuses pathologies notamment cardiaques. Dans ce contexte les objectifs principaux de ce travail ont été i) d'acquérir une compréhension approfondie du rôle des miARNs dans la régulation de l’expression des canaux ioniques et ii) de mieux comprendre le rôle de ces molécules dans l’installation d’un substrat favorable a la FA. Nous avons, dans un premier temps, effectué une analyse bio-informatique combinée à des approches expérimentales spécifiques afin d’identifier clairement les miARNs démontrant un fort potentiel de régulation des gènes codant pour l’expression des canaux ioniques cardiaques humains. Nous avons identifié un nombre limité de miARNs cardiaques qui possédaient ces propriétés. Sur la base de ces résultats, nous avons démontré que l’altération de l'expression des canaux ioniques, observée dans diverse maladies cardiaques (par exemple, les cardiomyopathies, l’ischémie myocardique, et la fibrillation auriculaire), peut être soumise à ces miARNs suggérant leur implication dans l’arythmogénèse. La régulation du courant potassique IK1 est un facteur déterminant du remodelage électrique auriculaire associée à la FA. Les mécanismes moléculaires sous-jacents sont peu connus. Nous avons émis l’hypothèse que l'altération de l’expression des miARNs soit corrélée à l’augmentation de l’expression d’IK1 dans la FA. Nous avons constaté que l’expression de miR-26 est réduite dans la FA et qu’elle régule IK1 en modulant l’expression de sa sous-unité Kir2.1. Nous avons démontré que miR-26 est sous la répression transcriptionnelle du facteur nucléaire des lymphocytes T activés (NFAT) et que l’activité accrue de NFATc3/c4, aboutit à une expression réduite de miR-26. En conséquence IK1 augmente lors de la FA. Nous avons enfin démontré que l’interférence in vivo de miR-26 influence la susceptibilité à la FA en régulant IK1, confirmant le rôle prépondérant de miR-26 dans le remodelage auriculaire électrique. La fibrose auriculaire est un constituant majeur du remodelage structurel associé à la FA, impliquant l'activation des fibroblastes et l’influx cellulaire du Ca2 +. Nous avons cherché à déterminer i) si le canal perméable au Ca2+, TRPC3, jouait un rôle dans la fibrose auriculaire en favorisant l'activation des fibroblastes et ii) étudié le rôle potentiel des miARNs dans ce contexte. Nous avons démontré que les canaux TRPC3 favorisent l’influx du Ca2 +, activant la signalisation Ca2 +-dépendante ERK et en conséquence activent la prolifération des fibroblastes. Nous avons également démontré que l’expression du TRPC3 est augmentée dans la FA et que le blocage in vivo de TRPC3 empêche le développement de substrats reliés à la FA. Nous avons par ailleurs validé que miR-26 régule les canaux TRPC3 en diminuant leur expression dans les fibroblastes. Enfin, nous avons montré que l'expression réduite du miR-26 est également due à l’activité augmentée de NFATc3/c4 dans les fibroblastes, expliquant ainsi l’augmentation de TRPC3 lors de la FA, confirmant la contribution de miR-26 dans le processus de remodelage structurel lié à la FA. En conclusion, nos résultats mettent en évidence l'importance des miARNs dans la régulation des canaux ioniques cardiaques. Notamment, miR-26 joue un rôle important dans le remodelage électrique et structurel associé à la FA et ce, en régulant IK1 et l’expression du canal TRPC3. Notre étude démasque ainsi un mécanisme moléculaire de contrôle de la FA innovateur associant des miARNs. miR-26 en particulier représente apres ces travaux une nouvelle cible thérapeutique prometteuse pour traiter la FA.

A mitochondrial perspective on striated muscle physiopathology: insights from sepsis, denervation, and dystrophinopathies.

La mitochondrie est de plus en plus reconnue pour sa contribution à la dégénerescence musculaire. Les dysfonctions mitochondriales, en plus de causer une défaillance énergétique, contribuent à la signalisation apoptotique, stimule la production de ROS et peuvent induire une surcharge calcique. Ces caractéristiques sont tous reliées à certains types de myopathies. Cette thèse met en lumières comment certaines dysfonctions mitochondriales peuvent intervenir dans la pathogenèse de diverses myopathies. Nous démontrons que les dysfonctions mitochondriales sont impliqués dans l’atrophie dû à la perte d’innervation. Par contre, la désensabilisation de l’ouverture du pore mitochondrial de transition de perméabilité, via ablation génétique de cyclophiline-D, ne prévient ni la signalisation apoptotique mitochondrial ni l’atrophie. Nous avons aussi observé des dysfonctions mitochondriales dans le muscle atteint de dystrophie musculaire de Duchenne qui furent améliorés suite à une transfection de PGC1-α, laquelle résulta aussi en une amélioration de la pathologie. Finalement, nous démontrons que le recyclage de mitochondrie par les voies de mitophagies et de contrôles de la qualité impliquant Parkin et possiblement d’autres voies de signalisation inconnues sont cruciales au recouvrement cardiaqe lors d’un choc septique.