Les travaux présentés dans ce mémoire ont pour objectif d’approfondir la compréhension de l’altération de la réponse à la stimulation des récepteurs β-adrénergiques dans plusieurs contextes physiopathologiques. La première étude confirme l’existence d’une dysfonction β-adrénergique à l’échelle du cardiomyocyte au cours de la sénescence. Elle met en lumière le rôle de la protéine MRP4 (multidrug resistance associated protein 4) dans cette diminution de réponse inotrope positive à l’isoprotérénol. La deuxième étude évalue la réponse à la stimulation des récepteurs β-adrénergiques dans le syndrome métabolique et montre que la dysfonction est modérée dans ce contexte même en cas de diabète associé à l’obésité. Ces résultats fonctionnels sont expliqués par la diminution d’expression des récepteurs β1- et β2-adrénergiques mais l’absence de surexpression du récepteur β3-adrénergique comme observée dans le diabète de type 1. La troisième étude analyse le rôle de l’atorvastatine sur la réponse β-adrénergique chez les diabétiques et les mécanismes de modulation de cette réponse par une étude du transcriptome cardiaque. Elle montre également que l’inhibition de la production d’oxyde nitrite améliore la réponse β-adrénergique. La quatrième étude a expliqué une part de la dysfonction β-adrénergique chez les diabétiques par la surexpression de MRP4. L’inhibition de MRP4 a permis de restaurer la réponse à l’isoprotérénol au cours de la cardiopathie diabétique. Au total, l’ensemble de nos travaux poursuit la description des mécanismes de la dysfonction β-adrénergique dans la sénescence et le diabète et souligne le rôle de MRP4. / The studies presented in this report looked for a better understanding of the altered response to stimulation of the β-adrenergic receptors in several physiopathological contexts. The first study confirms the alteration of the β-adrenergic response at the cardiomyocyte level in the senescent cardiomyopathy. The role of MRP4 (multidrug resistance associated protein 4) in the reduced inotropic response to isoproterenol is emphasized. The second study evaluates the response to β-adrenoceptors stimulation in the metabolic syndrome and shows mild dysfunction in this context even in obesity associate with diabetes. These functional results are explained by a reduced expression of β1- and β2-adrenergic receptors but no overexpression of β3-adrenoceptor as observed in type 1 diabetes. The third study analyzes the role of atorvastatin on the β-adrenergic response in the diabetic cardiomyopathy and the mechanisms involved by study of the cardiac transcriptome. The inhibition of nitrite oxide production improves the response to β-adrenoceptors stimulation in diabetic heart. The fourth study explained part of the β-adrenergic dysfunction in the diabetic cardiomyopathy by the overexpression of MRP4. The inhibition of this protein restored the response to isoproterenol during diabetic cardiomyopathy. All together the present results carry on with description of the mechanisms involved in the β-adrenergic dysfunction in aging and diabetes and underline the role of MRP4.

La cardiopathie rhumatismale (CR) demeure la première cause de cardiopathie acquise chez les enfants et les jeunes adultes à travers le Monde. L'essor de l'échographie cardiaque comme outils de dépistage dans les zones endémiques pose de nouvelles questions. Trois études indépendantes ont été menées en Nouvelle Calédonie dans le cadre de la thèse de 2011 à 2013: " L'étude de cohorte rétrospective en population a évalué une campagne de dépistage national de la CR par échocardiographie visant à inclure tous les enfants scolarisés en classe de CM1 sur l'île de 2008 à 2011. Les méthodes diagnostiques complexes utilisées en recherche ne peuvent être transposées en campagnes de dépistage écho-guidées à l'échelle nationale en raison du nombre élevé d'enfants (~25%) sans diagnostic final. Le pronostic de la CR asymptomatique dépistée par échographie est bénin à moyen terme, quoique les lésions échographiques persistent dans la majorité des cas. Environ 13% des enfants initialement sains présentent des anomalies échocardiographiques à 2 ans de suivi. " Une étude prospective en population a exploré des méthodes simplifiées de dépistage à l'aide de l'échoscopie cardiaque avec des appareils de poche par du personnel paramédical. La sensibilité et la spécificité de cette approche permet de dépister ~80% des cas, avec une sensibilité de ~90% dans le cadre de CR certaine, seul cas de figure où un traitement est nécessaire. " Une cohorte hospitalière contemporaine de patients admis à l'unique centre du pays a permis d'apporter des données épidémiologiques de la CR symptomatique, et d'identifier les facteurs associés à la survenue d'événements cardiovasculaires. Le diagnostic y est encore souvent porté à un stade tardif, révélé par des complications (~25%). Le taux de survie à 8 ans de la CR symptomatique sans complication initiale est élevé (~98%) mais l’incidence annuelle d’événements atteint 59‰ (95% CI 44.35-73.75). La sévérité de la CR au diagnostic (CR moyenne versus modérée HR 3.39 (0.95 – 12.12); CR sévère versus modérée HR 10.81 (3.11 – 37.62), p<0.001) et l’antibioprophylaxie (HR 0.27 (0.12-0.63), p=0.01) sont les deux facteurs associés à la survenue d’événements cardiovasculaires. / Rheumatic heart disease (RHD) remains the leading acquired heart disease in the young worldwide. The advent of echocardiography as a screening tool has raised new questions in the field. This thesis incorporated three studies to explore critical questions regarding the burden of asymptomatic and symptomatic RHD in New Caledonia (2011-2013): Retrospective population-based cohort study assessing the first nationwide echo-screening campaign targeting all children in 4th grade (2008-2011). Methods derived from research may not be applicable as a healthcare policy given the lack of completeness (~25%). Outcomes of children with asymptomatic RHD detected by echocardiography are benign although the majority of valve lesions persist with little clinical implications. RHD being a dynamic condition, 13% of children at high risk of RHD with normal baseline echocardiograms may present with mild echocardiographic lesions at 2 years follow-up. Prospective population-based study assessing sensitivity and specificity to detect asymptomatic RHD of a focused cardiac ultrasound (FCU) compared to echocardiography. FCU includes nurses after a short training scheme using pocket-echocardiographic machines and simplified criteria. Sensitivity and specificity for RHD detection was of ~80% and performed better (sensitivity ~90%) when restricted to definite RHD in which case treatment is recommended. Retrospective hospital-based cohort of patients admitted with symptomatic RHD. RHD remains prevalent and incident. Diagnosis if often made at an advanced stage (~25%). In patients with uncomplicated RHD, the survival rate was ~96% at 8 years with however an annual incidence of 59.05‰ (95% CI 44.35-73.75) major cardiovascular events. The severity of RHD at diagnosis (moderate vs. mild HR 3.39 (0.95 – 12.12); severe vs. mild RHD HR 10.81 (3.11 – 37.62), p<0.001), and ongoing secondary prophylaxis at follow-up (HR 0.27 (0.12-0.63), p=0.01) were the two most influential factors associated with major cardiovascular events.

Environ 42% de la mortalité infantile dans le monde résulte des cardiopathies congénitales. Un tiers de ces cardiopathies nécessitent la reconstruction de la voie de sortie du cœur droit par des procédures chirurgicales utilisant des dispositifs inertes sans potentiel de croissance. Par conséquence, des réinterventions, parfois nombreuses, sont nécessaires, avec une importante morbi-mortalité. Le projet européen TEH-TUBE a pour objectif de créer un nouveau dispositif implantable de reconstruction de la voie de sortie du cœur droit, sous la forme d’un tube valvé en polymère biorésorbable biofonctionnalisé, afin de permettre la reconstruction in vivo d’une néo-voie de sortie du cœur droit autologue, vivante et douée d’un potentiel de croissance. Ce projet consiste tout d’abord à sélectionner le meilleur couple polymère/biofonctionnalisation en comparant in vitro et in vivo dans modèle expérimental de petit animal différents polymères et techniques de biofonctionnalisation. Dans l’intervalle, le design du tube valvé sera évalué afin de confectionner un dispositif compétent et continent en position de voie de sortie du cœur droit. Une fois ces deux étapes abouties, le tube valvé produit en fonction du couple polymère/biofonctionnalisation préalablement sélectionné sera testé dans un modèle de gros animal en croissance, i.e. l’agneau, afin d’analyser les capacités de régénération in vivo, de compétence hémodynamique et de potentiel de croissance du dispositif. Afin de mettre en place les protocoles de comparaison des polymères et de la biofonctionnalisation, nous avons sélectionné trois polymères biorésorbables de grade non clinique : un polyuréthane [PU], un polyhydroxyalkanoate (le poly(3-hydroxybutyrate-co-3- hydroxyvalerate-co-4-hydroxyvalerate) [PHBVV]), et le polydioxanone [PDO]), ainsi que deux techniques de biofonctionnalisation, par ensemencement de cellules souches de tissu adipeux (adipose-derived stem cells [ADSCs]) ou par greffe peptidique de RGD. Ces polymères ont été testés in vitro (prolifération et viabilités cellulaires d’ADSC ensemencées) et in vivo après la mise en place d’un modèle expérimental de remplacement partiel de veine cave inférieure (VCI) chez 53 rats Wistar (comparaison des trois polymères) et 31 rats imuno-déficients nude (comparaison du meilleur polymère biofonctionnalisé par ADSC ou RGD). Les résultats ont été analysés par cytométrie en flux, test de viabilité cellulaire au MTT, imagerie, histologie, immunohistochimie et ELISA. Le PDO a montré les meilleures propriétés in vitro en termes de viabilité et prolifération cellulaire et a été sélectionné pour l’étape de comparaison des biofonctionnalisation. Six semaines après implantation sur la VCI, les imageries réalisées n’ont pas retrouvé de sténose, de dilatation ou de thrombose au niveau des sites d’implantation des patchs. A trois mois, tous les polymères présentaient une couche continue de cellules endothéliales mais seuls le PDO et le PHBVV présentaient une couche continue de cellules musculaires lisses. Le PU était le siège d’une réaction inflammatoire granulomateuse importante. La comparaison des techniques de biofonctionnalisation par ADSC et RGD n’a pas montré de différence significative, avec une reconstruction de la VCI par un néo-tissu similaire à une paroi de VCI native. Cette première partie a permis non seulement de valider les protocoles in vitro de comparaison des polymères et de mettre au point un modèle animal fiable et reproductible, mais aussi de montrer qu’une biofonctionnalistion peptidique peut être aussi efficace qu’une biofonctionnalisation cellulaire, permettant d’éviter la culture cellulaire et l’ensemencement des dispositifs, potentiellement sources de contamination et de fabrication plus compliquée (...). / Approximately 42% of infant mortality in the world is due to congenital heart diseases (CHD). One third of these CHD require surgical reconstruction of the right ventricular outflow tract (RVOT). Actual available devices for RVOT reconstruction are inerts without growth potential. Therefore, reinterventions are inevitable with a subsequent morbi-mortality.The European TEH TUBE project aims to create a new implantable device for RVOT reconstruction, a bioresorbable polymeric biofunctionnalized valved tube, to allow in vivo reconstruction of a living autologous neo-RVOT with a growth potential. This project aims to select the best polymer/biofunctionnalization couple by comparing in vitro and in vivo in a rat animal model different polymers and biofunctionnalization techniques. In the meantime, the design of the valved tube will be evaluated to produce a competent and continent device for RVOT replacement. Once these two steps will be complete, a valved tube made of the selected polymer/biofunctionnalization couple will be tested in a growing big animal model, i.e. in lambs, to analyse its in vivo regeneration potential, hemodynamic competences and growth potential. Three non-clinical grade bioresorbable polymers : a polyurethane [PU], a polyhydroxyalkanoate (poly(3-hydroxybutyrate-co-3- hydroxyvalerate-co-4-hydroxyvalerate) [PHBVV]), and the polydioxanone [PDO]), and two biofunctionnalization techniques, either by cell seeding of adipose-derived stem cells (ADSC) or by peptide grafting (RGD) were selected to implement the experimental protocol. Polymers were tested in vitro (cellular viability and proliferation of seeded ADSC) and in vivo after implementing an experimental model of partial replacement of the inferior vena cava (IVC) in 53 Wistar rats (polymer comparison) and 31 immuno-deficient nude rats (comparison of biofunctionnalization with ADSC or RGD on the selected polymer). Results were analysed using flow cytometry, cellular viability with the MTT test, imaging, histology, immunohistochemistry and ELISA.PDO displayed the best in vitro properties in terms of cellular viability and proliferation and was selected for the biofunctionnalization comparison step. Six weeks after implantation, imaging of the implanted IVC revealed no stenosis, dilatation or thrombosis in the area of patch implantation. At three months, all polymers presented with a continuous layer of endothelial cells but only PDO and PHBVV polymer had a continuous layer of smooth muscle cells. An important inflammatory granulomatous reaction was encountered with the PU. Comparison of biofunctionnalization by either ADSC or RGD failed to detect any significative difference, with an IVC reconstruction similar to the native IVC architecture.This first part did not only allow to validate both in vitro and in vivo experimental protocols, and implement a reproducible animal model, but also allowed to reveal that peptide biofunctionnalization can be as efficient as cellular biofunctionnalization. This will allow us to avoid cell therapy and cell seeding for the device biofunctionnalization, as it can be source of contamination and harder to produce. The methodological tools thus defined were then used for the next step. As to preserve the required confidentiality of the TEH TUBE project, selection criteria of the clinical grade bioresorbable polymers and their exact composition will not be revealed, and the polymers will be anonymized. Ninety Wistar rats underwent a partial replacement of the IVC, and were distributed in 3 polymer groups of 30 animals each : polymer A, polymer B and polymer C. Five rats of each polymer group were sacrificed two weeks after implantation, the other specimen at 3 months after receiving an imaging of the operated IVC by Doppler echography. No significative stenosis or dilatation was found by echographic examination (...).

Contexte : L’objectif primaire de l’étude est de décrire les issues maternelles cardiaques, périnatales et obstétricales des femmes enceintes avec cardiopathie congénitale. L’objectif secondaire porte sur l’application des scores prédictifs de complications cardiaques (score ZAHARA 1 et classification modifiée de l’Organisation mondiale de la Santé) dans notre population. Méthodologie : Nous avons mené une étude descriptive de type série de cas incluant 408 grossesses de 283 patientes avec cardiopathies congénitales ayant accouchées au Centre Hospitalier Universitaire Sainte-Justine, entre 1992 et 2013. La collecte de données a été réalisée à partir des dossiers médicaux. Les issues périnatales sur les plans obstétrical et néonatal ont été décrites. La comparaison des scores de complications cardiaques a été réalisée avec le test de Pearson Chi carré. Résultats: Notre cohorte à faible risque de complications était composée de 405 grossesses (99,3%) de classes fonctionnelles New York Heart Association I et II. La proportion de complications obstétricales était de 49,0% (200 grossesses), dont 16,9% d’admissions aux soins pour surveillance étroite en post-partum, 12,7% de diabète gestationnel et 11,3% d’hémorragie du post-partum. Les complications fœtales ou néonatales ont compliqué 148 grossesses (36,3%). Les fréquences de petit poids selon l’âge gestationnel (16,6%) et de prématurité (14,9%) étaient significativement plus élevées que celles rencontrées dans la population générale. Seulement 4,7% des grossesses (19 grossesses) ont compliqué d’un évènement cardiovasculaire. La classification modifiée de l’Organisation mondiale de la Santé estimait bien le risque de complications cardiaques, sauf pour la classe à haut risque (IV). Conclusions: Les patientes atteintes de cardiopathies congénitales sont plus à risque de complications obstétricales et périnatales que la population obstétricale générale, tels les accouchements vaginaux assistés, l’hémorragie du post-partum, la prématurité et le petit poids de naissance inférieur au 10e percentile. La classification modifiée de l’Organisation mondiale de la Santé semblait adéquate dans la prévision d’évènements cardiaques, mais le score ZAHARA 1 reste un bon outil complémentaire dans l’évaluation du pronostic de la grossesse. / Background: The aim of the study was to describe cardiac maternal outcomes as long as perinatal and obstetrical morbidities of pregnant women with congenital heart disease. Secondary outcome was to validate predictive cardiovascular events risk scores (ZAHARA 1 score and modified World Health Organization classification) in our population. Methods: We conducted a case series study including 408 pregnancies of 283 women with congenital heart disease, who delivered at Sainte-Justine Hospital in Montreal (Canada) from 1992 to 2013. Data were collected from chart review. Perinatal issues were described. Comparison of cardiac risk scores was analysed using Chi square test. Results: Our low-risk cohort was composed of 405 pregnancies (99.3%) with New York Heart Association functional classes I or II. Obstetrical complications rates among women with congenital heart disease was 49.0% (200 pregnancies), such as intensive care admission for close monitoring (16.9%), gestational diabetes (12.7%) and post-partum haemorrhage (11.3%) which are higher than the general obstetrical population. Furthermore, offspring complications occurred in 148 pregnancies (36.3%); the rates of small for gestational age (16.6%) and preterm delivery (14.9%) were significantly higher than general population. Only 4.7% pregnancies (19 pregnancies) were complicated by a cardiac event. The modified World Health Organization classification gave the best overview of cardiac prognostic during the pregnancy, except for the highest risk class (IV). Conclusions: Compared to Canadian obstetrical population, pregnant women with congenital heart disease had higher rates of assisted vaginal delivery, post-partum haemorrhage, preterm delivery and birth weight lower than the 10th percentile. The modified World Health Organization classification risk seemed better to predict cardiovascular events, while ZAHARA 1 score is complementary in the evaluation of prognosis of pregnancy.

La circulation collatérale non coronarienne (CCNC) perfuse le cœur en provenant d'artères bronchiques, médiastinales et péricardiques. L'éventualité que la CCNC puisse être artificiellement augmentée pour fournir un traitement alternatif pour les patients ischémiques représente une hypothèse intrigante sans réponse en raison de la nature difficile de ce champ derecherche. En se basant sur plusieurs aspects, tel que (1) l'existence des collatérales naturelles entre les artères coronaires et les artères thoraciques internes (ATIs), (2) les effets potentiels de la ligature des ATIs; (3) la capacité des ATIs de développer d'importantes branches collatérales ; (4) et la disponibilité actuelle des facteurs de croissance vasculaire, l'hypothèse ici décrite est que l'augmentation de la CCNC pourrait représenter une stratégie alternative d'apport sanguin au coeur.Ainsi, l'association d'occlusion des ATIs et de l'administration des facteurs de croissance pourrait représenter un moyen de poursuivre cet objectif. Pour le premier travail de recherche, nous avons établi un modèle canin.

Un lien entre certaines dysfonctions du système sérotoninergique et la survenue de valvulopathies a été suggéré par les lésions valvulaires observées au cours de l’utilisation chronique de certains agonistes des récepteurs 5-HT2 (dérivés de l’ergot de seigle, fenfluramine) et les atteintes tumorales carcinoïdes (qui entrainent une augmentation des taux de 5-HT circulante). Les lésions dégénératives associent une fibrose, une sténose et/ou une régurgitation des valves pouvant conduire à de nombreuses complications cardiovasculaires. À l’heure actuelle, il n’existe aucune thérapeutique pouvant freiner ou faire régresser les lésions. Nos travaux démontrent à partir de modèles animaux et cellulaires, l’implication effective des récepteurs 5-HT2B et 5-HT2A dans l’initiation des lésions. L’analyse histologique des valves à partir de nos modèles animaux a révélé la contribution des cellules endothéliales au cours des stades précoces. Ces cellules sont des progéniteurs endothéliaux (CD34+) recrutés à partir de la moelle au sein de la valve sous la stimulation des récepteurs 5-HT2 et par un mécanisme intracellulaire impliquant la eNOS. Des travaux ultérieurs permettront de mieux caractériser les différents types cellulaires et les biomarqueurs d’initiation du processus afin de déterminer de nouvelles pistes thérapeutiques. / Several studies have reported a strong correlation between the development of cardiac valve injury and some dysfunctions of the serotonergic system. Valve lesions are observed during the chronic use of some 5-HT2 receptors agonists (ergot derivates or fenfluramine derivatives) or are secondary to metastatic carcinoid tumours (with increased circulating 5-HT amount). These lesions show fibrosis, with thickened leaflets, valves stenosis and/or regurgitation followed by several cardiovascular complications. There is no medical treatment to stop or alter the natural course of the lesions. Surgical replacement by prosthesis is the only effective therapy. Our study based on animal and cellular pharmacological models, demonstrates the serotonergic system contribution through 5-HT2B and 5-HT2A receptors in the pathogenesis of valve degeneration. Histological analysis of the lesions reveals the contribution of endothelial cells to the initiation process. These cells are probably endothelial progenitors (CD34+) recruited inside the valve implying a NO-dependent mechanism. Further studies will characterize the specific cells to find biomarkers of valve remodelling initiation and at term, will identify best therapeutic targets around the serotonergic system.

Les avancées technico-médicales contribuent à l’augmentation de l’espérance de vie des adultes atteints de cardiopathies congénitales (CC). Toutefois, ils sont confrontés à de multiples défis quotidiens, accompagnés d’un important fardeau de détresse émotionnelle. Des variables environnementales et sociales comme les pratiques parentales de surprotection durant l’enfance sont associées à l’anxiété dans la population générale, mais peu d’études ont été réalisées auprès de cette population. Notre étude évalue l’association entre les pratiques parentales perçues (globales ; positives : soins, structure, soutien à l’autonomie ; négative : surprotection) et la variance de la symptomatologie anxieuse, au-delà des facteurs sociodémographiques et de l’historique médico-chirurgical pédiatrique chez les adultes porteurs de cardiopathies congénitales (CC). Cette étude transversale a été menée sur 264 adultes suivis à l’Institut de Cardiologie de Montréal pour une CC. Les symptômes anxieux à l’âge adulte ont été évalués avec l’Hospital Anxiety and Depression Scale, tandis que la perception des pratiques parentales durant l’enfance a été évaluée rétrospectivement à l’aide d’auto-questionnaires validés, à savoir : Parental Bonding Instrument, Perceived Parental Autonomy Support Scale et Multidimensional Parenting Structure Scale. Les informations sociodémographiques et l’historique médico-chirurgical pédiatrique ont été recueillis dans les dossiers médicaux des patients. Des analyses de régression hiérarchique ont été effectuées et démontrent que les pratiques parentales perçues sont associées à l’explication de 9 % de la variance de l’anxiété au-delà des données sociodémographiques et l’historique médico-chirurgical pédiatrique. Les pratiques parentales constituent des cibles potentielles d’intervention visant à améliorer le profil d’anxiété des adultes atteints de CC. / Techno-medical advances are contributing to the increased life expectancy of patients with congenital heart disease. From birth, they face multiple medical, surgical, and daily challenges. This physical condition may be accompanied by a significant burden of emotional distress and poorer psychological health. Environmental and social variables such as overprotective parenting practices during childhood are associated with anxiety in the general population, but little is documented in this population. Our study assesses the association between parenting practices (global; positive: care, structure, autonomy support; negative: overprotection) and variance in anxiety symptomatology, over and above sociodemographic factors and pediatric medical-surgical history in adults with congenital heart disease (CHD). The present cross-sectional study was conducted on 264 adults followed at the Montreal Heart Institute for a diagnosis of CHD. Adult anxiety symptoms were assessed with the Hospital Anxiety and Depression Scale, while perception of childhood parenting practices were assessed retrospectively with validated self-administrated questionnaires, namely: Parental Bonding Instrument, Perceived Parental Autonomy Support Scale, and Multidimensional Parenting Structure Scale. Sociodemographic and pediatric medico-surgical history information were collected from patients' medical files. Hierarchical multiple linear regression analyses were performed, demonstrating that perceived parenting practices explained more variance in anxiety symptoms (9 %) beyond sociodemographic variables and pediatric medico-surgical history. Parenting practices are potential targets for future interventions to prevent the development and maintenance of anxiety symptoms in adults with CHD.

L'intervention de Fontan est une chirurgie palliative pour les cardiopathies congénitalesuniventriculaire. A long terme, la défaillance cardiaque, l'hypertension artérielle pulmonaire(HTAP) et l'entéropathie exsudative peuvent mener à l'échec tardif du Fontan.Une mise au point clinique a été realisée en se focalisant secondairement sur les patients adultes.L'intérêt de la cavo bipulmonaire (CBP), étape intermédiaire au Fontan, dans certains cas de retoursveineux pulmonaires anormaux totaux a été décrite.Afin d'affiner de futures études cliniques, nous avons discuté de l'intérêt du Brain NatriureticPeptide en post opératoire de Fontan. Nous avons démontré la fiabilité' d'une nouvelle technologiede l'oxyme'trie de pouls chez des enfants cyanosés et la non fiabilité d'un nouveau dispositifd'impédanceme'trie pour le monitorage non invasif du de'bit cardiaque en comparaison avecun cathe'ter arte'riel pulmonaire.Un modèle animal viable et chronique de la CBP a été développé. Il a montré que le flux pulsatileantérograde empêche la formation de fistules artério-veineuses pulmonaires (FAVP), améliorel'hématose et atténue le développement de l'HTAP soutenant cliniquement le maintien de ce fluxlors de la création d'une CBP.Par ailleurs, la perte de pulsatilité, en diminuant le contrainte de cisaillement, entraîne unediminution de l'eNOS synthase et une réponse altérée vaso-relaxante dépendante de l'endothéliumartérielle pulmonaire. La micropulsatilité limite ces effets délétères. Ces résultats impliquent desthérapies potentielles contre l'HTAP du Fontan, en maintenant un débit pulmonaire accessoire et lamodulation pharmaceutique vaso-relaxante non endothélium-dépendante

Les maladies rares sont définies en Europe par une prévalence inférieure à 1/2 000 cas et représentent plus de 7000 entités différentes dont 80% sont d’origine génétique. La majorité est de début pédiatrique. J’ai réalisé l’étude de cas familiaux rares avec récurrence dans la fratrie de cardiopathies congénitales avec hétérotaxie (défaut de latéralité gauche/droite) d’une part, et de mort subite cardiaque inexpliquée chez le nourrisson ou en période néonatale d’autre part. La stratégie d’identification de gène par séquençage de l’exome au sein de ces familles dans l’hypothèse d’une transmission autosomique récessive a permis d’identifier trois gènes et d’en étudier deux sur le plan fonctionnel dans différents modèles : 1) Perte de fonction de MMP21 et malformations cardiaques congénitales par anomalie de latéralité embryonnaire. MMP21 code pour une métallopeptidase matricielle dont nous démontrons le rôle très spécifique au niveau du nœud embryonnaire sur un modèle poisson zèbre et souris. Ceci ouvre de nouvelles perspectives dans la compréhension des mécanismes moléculaires qui sous-tendent la mise en place de l’asymétrie gauche/droite chez la plupart des vertébrés. De manière intéressante, alors que tous les mammifères ont le cœur latéralisé à gauche, tous n’ont pas un gène MMP21 codant. Il existe donc plusieurs voies de signalisation de l’asymétrie gauche/droite chez les vertébrés. 2) Mutations hypomorphes de PPA2 et mort subite cardiaque chez le nourrisson. PPA2 code pour une pyrophosphatase mitochondriale et les données chez la levure ont montré que la fonction de cette enzyme était essentielle au fonctionnement mitochondrial. Nous décrivons une nouvelle présentation clinique de maladie mitochondriale responsable de décès par arrêt cardiaque inattendu chez le nourrisson. 3) Perte de fonction de PLCD3 et cardiomyopathie foudroyante par apoptose et nécrose diffuse des cardiomyocytes en période néonatale. Ce résultat nécessite encore d’être confirmé par l’identification d’autres cas mais la fonction de la protéine et des données chez la souris sont des arguments majeurs en faveur de la causalité du gène. Au total, ces travaux sont déterminants à la fois sur le plan clinique dans le cadre du conseil génétique pour les familles concernées et sur le plan fondamental en éclairant les mécanismes biologiques de mise en place de l’axe gauche-droit au cours du développement embryonnaire avec MMP21, sur le rôle essentiel de PPA2 dans la mitochondrie et sur celui de PLCD3 dans la survie des cardiomyocytes en postnatal. / Rare diseases are defined in Europe by a prevalence of less than 1/2,000 individuals and represent more than 7,000 different diseases of which 80% are genetic. Most have a paediatric onset. My project involved the study of rare cardiac disorders in familial cases with recurrence in siblings, focusing on congenital heart disease in the context of heterotaxia (laterality defects) and sudden unexpected death due to cardiac arrest in infancy and the neonatal period. Whole exome sequencing was used as a tool for disease gene discovery in these families with the hypothesis of autosomal recessive inheritance. This strategy led to the identification of 3 novel disease genes. I performed functional validation for two of these genes in different models, confirming their involvement in each disease. 1) Loss of function of MMP21 and cardiac malformations due to left-right patterning defects during embryonic development. MMP21 encodes a metallopeptidase for which I demonstrated a highly specialized role in the generation of left-right asymmetry at the node using zebrafish. This gives new insight into the molecular mechanisms at the origin of left-right asymmetry in vertebrates. Interestingly, all mammals have a left-sided heart, but some species have lost the Mmp21 gene, indicating that there are different pathways leading to left-right determination in vertebrates. 2) Hypomorphic mutations in PPA2 cause sudden cardiac arrest in infants. PPA2 is a nuclear gene encoding the mitochondrial pyrophosphatase and using a yeast model we showed that this enzyme is essential for the mitochondrial energy transducing system and biogenesis. I described a novel clinical spectrum for a mitochondrial disease responsible for unexpected cardiac arrest in infancy. 3) PLCD3 loss of function and fatal cardiomyopathy by cardiomyocyte apoptosis and necrosis in neonates. Exome sequencing in one familial case with 2 siblings presenting fatal cardiomyopathy led to the identification of compound heterozygous mutations in PLCD3, a gene previously implicated in a similar pathology in a mouse model. Identification of further cases with mutations in this gene will be needed in order to confirm the role of PLCD3 in the disease. In total, these studies are crucial from a clinical point of view for the genetic counseling of the affected families and they contribute to the elucidation of biological mechanisms of embryonic development and left-right determination (MMP21), mitochondrial function (PPA2) and post-natal cardiomyocyte survival (PLCD3).

La circulation collatérale non coronarienne (CCNC) perfuse le cœur en provenant d’artères bronchiques, médiastinales et péricardiques. L’éventualité que la CCNC puisse être artificiellement augmentée pour fournir un traitement alternatif pour les patients ischémiques représente une hypothèse intrigante sans réponse en raison de la nature difficile de ce champ de recherche. En se basant sur plusieurs aspects, tel que (1) l’existence des collatérales naturelles entre les artères coronaires et les artères thoraciques internes (ATIs), (2) les effets potentiels de la ligature des ATIs; (3) la capacité des ATIs de développer d’importantes branches collatérales ; (4) et la disponibilité actuelle des facteurs de croissance vasculaire, l’hypothèse ici décrite est que l’augmentation de la CCNC pourrait représenter une stratégie alternative d’apport sanguin au coeur.Ainsi, l’association d’occlusion des ATIs et de l’administration des facteurs de croissance pourrait représenter un moyen de poursuivre cet objectif. Pour le premier travail de recherche, nous avons établi un modèle canin. / Noncoronary collateral circulation (NCCC) comes to the heart from mediastinal, bronchial, and pericardial channels. Whether NCCC can somehow be augmented to provide an alternative therapy for ischemic patients is an intriguing hypothesis with no clear answer yet due to the challenging nature of this research field. Based on several aspects, such as (1) the occurrence of natural collaterals between coronary and the internal thoracic arteries (ITAs), (2) the potentialhemodynamic effects of ITAs ligation, (3) the potential of ITAs for developing important collateral branches, and (4) the current availability of angiogenic growth factors, the hypothesis herein is that enhancement of NCCC may represent an alternative myocardial blood supply strategy, and that combining ITAs occlusion with angiogenic growth factors may represent a way to achieve this objective. We established an ischemic canine model for first experiment.