Au cours de l’infarctus du myocarde, aussi bien l’ischémie que la reperfusion (I/R) entrainent des dégâts irréversibles au sein du myocarde. Parmi ces lésions cellulaires, la dérégulation de l’homéostasie calcique mène à la mort cellulaire. Afin d’augmenter la récupération suite à un épisode d’I/R, le « remote », pré- et post-conditionnement ont été montré comme cardioprotecteur. En particulier, certaines stratégies basées sur des molécules pharmacologiques modulant les canaux TRPV1 (Transient Receptor Vanilloid 1) ont été utilisées. Le but de cette étude est de comprendre le rôle de TRPV1 dans la cardioprotection. Nous avons récemment montré que TRPV1 est exprimé et est fonctionnel dans des cardiomyocytes adultes de souris. En revanche, afin d’utiliser des sondes génétiques, un modèle alternatif aux cardiomyocytes a été utilisé dans cette étude : la lignée cellulaire de cardiomyoblastes de rats.Grâce à des techniques de Western blot et d’imagerie confocale, nous avons d’abord montré que TRPV1 est exprimé dans les H9C2 et semble être localisé à la membrane du réticulum endoplasmique (RE). Puis, nous avons démontré grâce à des techniques d’imagerie calcique dans le cytoplasme et le réticulum (Fura2-AM et ErGAP1 respectivement) que TRPV1 est un canal de fuite calcique fonctionnel RE. Comme la synthèse d’ATP et le métabolisme cellulaire sont dépendants des échanges de calcium (Ca2+) entre le RE et la mitochondrie, nous avons analysé le rôle de TRPV1 en mesurant le Ca2+ mitochondrial avec la sonde R-GECO. Nous avons montré que la modulation pharmacologique de TRPV1 augmente à la fois les contenus en Ca2+ cytoplasmique et mitochondrial d’au moins 20%. Enfin, nous avons effectué des séquences d’hypoxie-reoxygenation et nous avons évalué la mort cellulaire par cytométrie en flux. Nous avons montré que l’activation de TRPV1 a des effets hétérogènes sur la viabilité cellulaire alors que l’inhibition de TRPV1 augmente systématiquement la survie cellulaire, d’au moins 22%. Des évènements de Ca2+ précis et spatiotemporel du RE à la mitochondrie sont nécessaires pour initier ou réguler des multitudes de processus tels que la balance entre la mort cellulaire et la survie cellulaire. Dans cette étude, nous avons montré que TRPV1 pouvait être un de ces canaux impliqués dans cet échange de Ca2+ entre le RE et la mitochondrie et que les H9C2 sont un modèle viable pour évaluer le rôle de TRPV1 dans les flux calciques au cours de l’ischémie-reperfusion / During myocardial infarction, both I/R cause irreversible myocardial injuries. Among the cellular damages, calcium dysregulation occurs leading to cell death. To improve the recovery from I/R episodes, remote, pre- and post-conditioning are recognized to be cardioprotective. In particular, some strategies based on molecules acting on the TRPV1 channels have been used. The aim of our work is to better understand TRPV1 role in cardioprotection. We have recently demonstrated that TRPV1 is expressed and functional in adult mouse cardiomyocytes. In order to perform live imaging with genetic probes, an alternative model to cardiomyocytes was used in the present work: H9C2 cells. Thanks to Western blot and confocal microscopy, we first showed that TRPV1 is expressed in H9C2 and seems to be localized at endoplasmic reticular (ER) plasma membrane. Secondly, we demonstrated that TRPV1 is a functional ER Ca2+ leak channel via cytoplasmic and reticular Ca2+ imaging (respectively with Fura-2 and ErGAP1). As ATP synthesis and cell fate are dependent of Ca2+ exchanges between ER and mitochondria, we have analyzed the role of TRPV1 in the mitochondrial [Ca2+] using R-GECO probe. We observed that pharmacological TRPV1 modulation increases both cytosolic and mitochondrial Ca2+ contents by at least 20%. Finally, we performed hypoxia-reoxygenation sequences and we evaluated cell death by flow cytometry. We showed that TRPV1 activation has heterogeneous effects on cell viability, whereas TRPV1 inhibition always improves cell survival (at least by 22%). Precise and spatiotemporal Ca2+ release events from ER to mitochondria are required to initiate or to regulate many processes like the balance between cell death/cell survival. In the present study, we show that TRPV1 could be one of the channels involved in Ca2+ exchanges between ER and mitochondria, and that H9C2 is a valuable model to evaluate the role of TRPV1 in Ca2+ fluxes during I/R

L’étude de la trajectoire de soins du malade offr un angle particulièrement adapté pour l’analyse et l’évaluation de la continuité des soins dans le réseau de la santé. Le concept de trajectoire de soins a émergé en France au début des années quatre-vingt. Il permet d’identifier les discontinuités de soins, d’observer la déviation par rapport aux guides de pratique ou trajectoires idéales et permet en outre d’analyser les effets liés aux écarts observés. Il se différencie des autres concepts et mesures de la continuité des soins principalement parce qu’il offr un point de vue "patient" en plus de permettre l’analyse d’une ou de plusieurs dimensions: temporelle, géographique, interdisciplinaire, relationnelle, informationnelle. Cette méthode permet au chercheur de fixer les bornes de la trajectoire, selon les besoins de l’étude. Dans le cas de la trajectoire de soins hospitaliers de l'infarctus aigu du myocarde avec élévation du segment ST (IAMEST), en observant principalement la dimension temporelle, peut-on identifier des trajectoires de soins déviantes par rapport aux trajectoires idéales (du début des symptômes à l’angioplastie primaire [plus petit ou égal à] 120 minutes), identifier les facteurs qui les influencent et en mesurer les impacts? La présente étude en est une de cohorte rétrospective faite à l'aide d'analyses secondaires de données médico-administratives, avec un échantillon des cas d’IAMEST du CHUS Fleurimont cumulé sur trois ans (2005 - 2007). Elle permet de mieux comprendre la méthodologie et le concept de trajectoire de soins et s’adresse principalement aux issues et processus de soins de même qu’aux écarts observés entre les recommandations publiées dans des guides de pratique et la réalité de la pratique. Elle vise à identifier les variables spatio-temporelles en lien avec les écarts observés. Les principaux résultats nous montrent que 87.8% des patients ont une trajectoire réelle de plus de 120 minutes. Les femmes sont plus âgées ont moins d’IAMEST que les hommes ; 69 % des patients ont un temps de présentation de moins de 2 heures, les femmes ont un délai de présentation presque identique aux hommes mais elles ont un délai de traitement plus long que ceux-ci avec respectivement une médiane de 123 et 110 minutes. Finalement, on constate que les trajectoires déviantes, les personnes âgées et le sexe féminin font augmenter la durée de séjour. L’étude des trajectoires de soins démontre une efficace avec les données médico-administratives québécoises.[symboles non conformes]

Nous avons déjà démontré que les probiotiques réduisaient l'apoptose observée dans le système limbique après un infarctus du myocarde (IM), suggérant un rôle anti-dépresseur potentiel des probiotiques. Cette étude a été conçue pour déterminer si les probiotiques pouvaient atténuer le comportement dépressif observé après un infarctus du myocarde. Un autre objectif visait à démontrer qu’une altération de la barrière intestinale pourrait avoir lieu lors d’un IM et que les probiotiques pourraient empêcher cette altération de la perméabilité intestinale. Méthodes: Des rats mâles Sprague-Dawley ont reçu des probiotiques (1 milliard de cellules bactériennes vivantes de Lactobacillus helveticus R0052 et Bifidobacterium longum R0175) ou le véhicule tous les jours en dilution dans leur eau, débutant 1 semaine avant l'induction d'une ischémie myocardique. Un infarctus a ensuite été induit chez la moitié des rats, par l'occlusion de l'artère coronaire antérieure gauche (40 minutes) suivie d'une reperfusion. Les rats témoins, l'autre moitié de la cohorte, ont été soumis à la même procédure sans occlusion coronarienne. Une semaine après l'infarctus, les animaux ont été resoumis au traitement préalable jusqu'au moment du sacrifice. Le comportement dépressif a été évalué par trois tests soit: l'interaction sociale, le test de nage forcée et le test d'évitement passif. Résultats: Les résultats obtenus indiquent qu'en absence d'infarctus, les probiotiques n'ont pas d'effet significatif. Toutefois, en dépit de taille similaire IM, des rats traités avec des probiotiques, ont démontré davantage d'interactions sociales et une meilleure performance dans le test de nage forcée et d'évitement passif, comparativement à des rats du groupe IM sans probiotique (p<0,05). Conclusion: Les probiotiques atténuent le comportement dépressif observé après infarctus du myocarde par un mécanisme qui pourrait impliquer l'intégrité des intestins. / We have already shown that probiotics reduce apoptosis in the limbic system after a myocardial infarct, suggesting a potential anti-depressive role of probiotics. This study was conceived to determine if probiotics could lessen the depressive behaviour observed after a myocardial infarction (MI). We tested the hypothesis that probiotics achieve their central effects through changes in the intestinal barrier. Methods: Male Sprague-Dawley rats received probiotics (1 billion live bacteria of Lactobacillus helveticus R0052 and Bifidobacterium longum R0175) or placebo every day dissolved in drinking water , beginning one week before induction of myocardial ischemia. An infarct has been induced on half of the cohort, by the occlusion left anterior coronary artery (40 minutes) followed by reperfusion. The other half was subjected to the same procedure without coronary occlusion. One week after the infarction, the animals received probiotic treatment until sacrifice after 2 weeks. The depressive behaviour was evaluated by three tests: social interaction, forced swim and foot shock. Results: The obtained results indicate that in the absence of infarction, probiotics have no significant effect. Even though they are of the same MI gravity, the rats treated with the probiotics have shown more social interaction and have a better performance in the forced swim and foot shock tests compared to the untreated MI rats (p<0,05). Conclusion: Probiotics diminish the depressive behaviour observed after a myocardial infarction by a mechanism which could implicate the integrity of the intestine barrier.

Cette étude a été conçue afin d’évaluer l’effet d’un pré-traitement à long terme au célécoxib sur la taille d’infarctus suite à un infarctus du myocarde. Sachant que le célécoxib est un anti-inflammatoire et que des dommages myocardiques peuvent découler des processus inflammatoires, l’inhibition de l’inflammation devrait hypothétiquement réduire la taille d’un éventuel infarctus. Pour ce faire, un traitement au célécoxib (3 mg/kg/jour i.p.) ou au véhicule (DMSO 50% ; EtOH 15% ; eau distillée) a été administré chroniquement pendant 28 jours à des rats mâles Sprague-Dawley (n=18 par groupe) par pompes osmotiques ALZET. Après avoir été anesthésiés, les animaux ont été sujets à l’occlusion de l’artère coronaire gauche descendante, suivie d’une période de reperfusion de 24 heures. Les résultats démontrent que la taille de l’infarctus des animaux traités au célécoxib est significativement réduite comparativement à celle du groupe témoin (37,5±2,5% versus 48,0±2,6% de la zone à risque, p < 0,05). Par la suite, l’accumulation de neutrophiles indique une hausse de ces leucocytes pour la zone ischémique, sans toutefois discriminer entre les groupes traité et non-traité, qui contenaient aussi les couches sub-endocardique et sous-épicardique. Cependant, aucune différence significative est notée entre les groupes traité et témoin au niveau de l’expression de la prostaglandine E2 plasmatique et du facteur de nécrose tumorale alpha. D’un autre côté, l’apoptose, déterminée par le ratio de Bax/Bcl2 et par un essai TUNEL est significativement réduite pour la couche sub-endocardique de la zone à risque des animaux traités au célécoxib. Enfin, l’agrégation plaquettaire, induite à l’adénosine diphosphate et analysée dans le sang complet, suggère que le célécoxib diminue l’agrégation plaquettaire. Cette étude indique alors qu’un pré-traitement au célécoxib peut réduire la taille d’infarctus par un mécanisme impliquant l’apoptose. / This study was designed to evaluate the effect of long-term pre-treatment with celecoxib, a cyclooxygenase-2 inhibitor, on myocardial infarct size. Since celecoxib is an anti-inflammatory and that myocardial damages can be present in the occurrence of inflammatory processes, inhibition of inflammation should hypothetically reduce the size of an eventual infarct. Celecoxib (3 mg/kg/day i.p.) or vehicle (DMSO 50%; EtOH 15%; distilled water) was administered chronically to male Sprague-Dawley rats (n=18 per group) through ALZET osmotic pumps for 28 days. Under anaesthesia, the animals were then subjected to left anterior descending coronary artery occlusion for 40 minutes, followed by 24-hour reperfusion. The results show that myocardial infarct size in celecoxib-treated rats was significantly reduced compared to the control group (37.5±2.5% versus 48.0±2.6% of the area at risk, p < 0.05). Accumulation of neutrophils, estimated by myeloperoxidase levels, indicated an increase in the ischemic area without any significant difference between groups. No significant difference was observed between the treated and vehicle groups in terms of plasma prostaglandin E2 and tumour necrosis factor-alpha. Apoptosis, evaluated by Bax/Bcl-2 and terminal dUTP nick-end labelled-positive cells, was significantly decreased in the subendocardial layer of the ischemic area in celecoxib-treated rats. Adenosine diphosphate-induced platelet aggregation in whole blood suggested that celecoxib diminished platelet aggregation. This study indicates that pre-treatment with celecoxib can reduce infarct size by a mechanism which may involve apoptosis.

Plusieurs études montrent que les acides gras (AG) oméga-3 sont bénéfiques pour la santé cardiovasculaire. Une étude antérieure dans notre laboratoire a montré que l’administration des acides gras oméga-3 réduit la taille de l'infarctus du myocarde (IM). Cependant, la question demeure de savoir si les deux principaux acides gras oméga-3 à longue chaîne, l'acide eicosapentaénoïque (EPA) et l'acide docosahexaénoïque (DHA) possèdent la même efficacité à réduire la taille de l'infarctus. Le but de ce projet sera de déterminer l’efficacité relative de chacun de ces acides gras oméga-3 à protéger le cœur dans un modèle d’ischémie/reperfusion et d’étudier certaines voies de cardioprotection. Des rats mâles adultes Sprague-Dawley ont été nourris pendant 14 jours avec une diète comprenant l'un: 1- aucun AG oméga-3; 2- 5 g d'EPA / kg de nourriture; 3- 5 g de DHA / kg de nourriture; 4- 2,5 g de chaque oméga-3 AG / kg de nourriture; 5- 5 g chaque AG oméga-3 / kg de nourriture. Par la suite, les animaux ont été soumis à une ischémie pendant 40 minutes, causée par l'occlusion de l'artère coronaire gauche descendante. Au bout de 24 heures de reperfusion, la taille de l'infarctus est déterminée. Dans un sous-groupe d'animaux, l'activité d’Akt et des caspase-3 sont mesurées dans la région ischémique après 30 minutes de reperfusion. Finalement, à 15 minutes de reperfusion, l'ouverture du pore de transition de perméabilité mitochondriale mPTP est déterminée dans un autre sous-groupe. Les résultats indiquent que les diètes EPA ou DHA réduisent de manière significative la taille de l'infarctus par rapport à la diète sans AG oméga-3, tandis que la combinaison de deux acides gras oméga-3 n'a pas montré de diminution de la taille de l'infarctus. L'activité de la caspase-3 est réduite pour le groupe DHA puis, l'activité d'Akt est augmentée avec les diètes EPA et DHA seules. Finalement, en présence d’une diète enrichie uniquement de DHA, l'ouverture des mPTP est retardée comparativement aux autres diètes. / Several studies show that fatty acids (FA) Omega-3 are beneficial for cardiovascular health. A previous study in our laboratory has shown that omega-3 intake AG reduced the size of the myocardial infarction. However the question remains whether the two main omega-3 long chain eicosapentaenoic acid (EPA) and docosahexaenoic acid (DHA) are also effective in reducing infarct size. The purpose of this project is to determine the mechanisms by which one or other of the FA Omega-3 act to protect the myocardium. For this purpose, Sprague-Dawley adult male rats were fed for 14 days with diets comprising one of: 1- Any FA omega-3; 2- 5 mg EPA / kg diet; 3- 5 mg DHA / kg feed; 4- 2.5 mg of each omega-3 AG / kg diet; 5- 5 mg each AG omega-3 / kg of feed. Thereafter, the animals were subjected to ischemia for 40 minutes, caused by occlusion of the left coronary artery descending. At 24 hours of reperfusion, the infarct size is determined. In a subgroup of animals, the activity of caspase-3 and the activation levels of Akt are measured in the ischemic region to 30 minutes of reperfusion. And finally at 15 minutes of reperfusion, the opening of the permeability transition pore mitochondrial mPTP is determined. The results indicate that diets EPA or DHA significantly reduce the infarct size compared to the diet without FA omega-3 while the combination of two FA omega-3 did not show reduction of the infarct size. The activity of caspase-3 is reduced to the DHA group, then AKT activity is increased with EPA and DHA diets and DHA individually confers a resistance to the opening of the pore mPTP. EPA and DHA are individually effective in reducing infarct size while the combination of 2 FA is not at low concentrations.

La thérapie cellulaire pour le traitement de l'insuffisance cardiaque post-infarctus semble prometteuse même si le bénéfice fonctionnel observé actuellement en recherche clinique reste souvent limité. Parmi les différent types cellulaires utilisables, les cellules souches mésenchymateuses (MSC) reconnues pour leur capacité d'immunomodulation, de transdifférenciation et de sécrétion paracrine représentent un outil intéressant pour la régénération myocardique.L'objectif de ce travail a été de mieux comprendre les mécanismes mis en place par les MSC pour réparer le myocarde lésé afin de développer ensuite une stratégie visant à optimiser les effets thérapeutiques de la greffe de MSCs dans le cadre expérimental de l'insuffisance cardiaque post-infarctus. Pour cette étude, nous avons réalisé des cocultures entre cardiomyocytes adultes et les MSC dérivées du tissu adipeux, les cellules hMADS (human Multipotent Adipose Derived Stem cells) afin de mimer le microenvironnement cardiaque in vitro. Des travaux antérieurs à ma thèse réalisés au laboratoire avaient montré que la communication intercellulaire entre ces deux types cellulaires grâce à des structures nanotubulaires aboutissait à la reprogrammation du cardiomyocyte vers le stade progéniteur. Durant ma thèse, nous avons ensuite pu montrer in vitro, toujours grâce au système de coculture, que ce meme type de communication hetérologue via des connexions nanotubulaires constituées de f-actine et de tubuline, modifiait la sécrétion paracrine des cellules souches hMADS. Les cellules souches ainsi reprogrammées, par les échanges intercellulaires de matériel cardiaque améliorent de façon significative leur potentiel angiogénique et de chémoattraction in vitro. Le bénéfice sur les MSCs de la coculture a été confirmé dans le traitement de l'insuffisance cardiaque post-infarctus chez la souris. Dans ce modèle nous avons pu montré que les cellules souches cocultivées avaient un capacité de régénération myocardique nettement supérieures aux cellules souches naives et que l'amélioration fonctionnelle était associée à une stimulation de la vascularisation et de la mobilisation des progéniteurs cardiaques endogènes. Enfin, des résultats similaires ont été observés dans notre modèle préclinique d'ischémie-reperfusion myocardique porcin encourageant la poursuite des travaux de recherche basés sur la communication intercellulaire afin d'optimiser l'efficacité thérapeutique des cellules souches dans la reconstruction cardiaque..En conclusion, nos travaux ont mis en évidence que la communication intercellulaire entre les cardiomyocytes souffrants et les cellules souches conditionnent de façon importante les effets thérapeutiques des cellules souches et que la manipulation ex vivo de ces phénomènes pourrait constituer une approche pour optimiser la thérapie cellulaire cardiaque chez l'homme. / Cell therapies represent one of the most promising approaches to rebuild damaged heart particularly those based on mesenchymal stem cells (MSC). These cells are known for their plasticity, immune privilege and strong self-renewal ability. Intramyocardial delivery of MSC ameliorates heart function after infarction in clinical studies but mechanisms by which MSC exert their therapeutic action is far from being understood and further investigations are required for improving the modest efficiency observed.The objective of this work was to better understand mechanisms by which MSC repair damaged myocardium in order to develop strategies optimizing their therapeutic effects. To mimic in vitro the microenvironment of an injured heart, we developed a species mismatch co-culture system consisting of terminally-differentiated cardiomyocytes (CM) and MSC from adipose tissue called hMADS for human Multipotent Adipose Derived Stem cells. Previous works in the laboratory showed that cell-to-cell communication processes between CM and hMADS involving tunnelling nanotubes (TNT) reprogram adult CM toward a progenitor-like state.During my PhD, we found that crosstalk between hMADS and CM through TNT altered the secretion by hMADS of cardioprotective soluble factors and thereby maximized the capacity of stem cells to promote angiogenesis and chemotaxis of bone-marrow multipotent cells. Additionally, engraftment experiments into mouse infracted hearts revealed that in vitro preconditioning of hMADS with CM increased the cell therapy efficacy of naive stem cells. Functional improvement was associated with higher angiogenesis and homing of bone marrow progenitor cells at the infarction site. Finally, similar results were observed in our preclinical study using a porcine model of myocardial infarction.In conclusion, our findings established the relationship between the paracrine regenerative action of MSC and the nanotubular croostalk with CM and emphasize that ex vivo manipulation of theses communication processes might be of interest for optimizing current cardiac cell therapies.

Les maladies cardiovasculaires sont la première cause de mortalité dans le monde. Les coronaropathies ischémiques dont l’infarctus du myocarde (IDM) sont responsables de la moitié de ces décès. Après un IDM, le cœur met en place un processus de cicatrisation afin de pallier la mort des cardiomyocytes et la perte de contractilité. S’il est dérégulé, ce processus peut conduire à un remodelage ventriculaire gauche (RVG) délétère qui altère la fonction ventriculaire (FV) et prédispose à l’insuffisance cardiaque. La découverte de nouveaux biomarqueurs capables de prédire le risque du RVG pourrait permettre d’améliorer la prise en charge des patients à risque et ainsi de réduire l’incidence de l’insuffisance cardiaque. De nombreuses différences ont été mises en évidence entre les hommes et les femmes avec IDM, et ce au niveau de la pathophysiologie, des symptômes, des biomarqueurs et même du processus du RVG. Ces différences impliquent le besoin de découvrir des biomarqueurs spécifiques à chaque sexe ou d’utiliser les biomarqueurs actuels différemment chez les femmes et les hommes. L’objectif de ce travail de thèse a été de mettre en évidence de nouveaux biomarqueurs de la FV après un IDM. Nous nous sommes particulièrement intéressés aux différences homme-femme dans les capacités prédictives de ces biomarqueurs. La première étude a eu pour objectif de valider l’association de cinq gènes avec la FV après un IDM établie lors d’études préliminaires. Une combinaison de trois gènes (LTBP4, TGFBR1 et TNXB) a été identifiée comme étant capable d’améliorer la prédiction de la dysfonction ventriculaire par les marqueurs actuels. Dans un second temps, nous avons montré dans une cohorte nationale d’IDM que le peptide natriurétique NT-proBNP n’était pas capable de prédire la FV chez les femmes alors que la troponine cardiaque était associée avec la dysfonction ventriculaire dans ce groupe. Dans une troisième étude, nous avons mis en évidence l’association entre le gène CDKN1C et la dysfonction ventriculaire spécifiquement chez les femmes. En conclusion, nos études contribuent à la découverte de nouveaux biomarqueurs du RVG post-IDM et attirent l’attention sur les différences hommes-femmes pour l’utilisation de ces biomarqueurs vers une médecine personnalisée / Cardiovascular disease is the first cause of mortality worldwide. Ischemic heart diseases among which myocardial infarction (MI), are responsible for half of these deaths. In order to cope with the loss of cardiomyocytes after MI and to attenuate the alteration of contractility, a repair process is implemented in the heart. If this repair process is dysregulated, it could lead to a maladaptive left ventricular remodeling (LVR) altering LV function and leading to heart failure. The discovery of novel biomarkers able to predict accurately the risk of LVR could lead to a better management of the patients at risk and reduce the incidence of heart failure. Many differences have been highlighted between men and women with MI, regarding the pathophysiology, the symptoms, levels of cardiac biomarkers and the process of LVR. These differences imply the discovery of novel sex-specific biomarkers for LVR prediction or the use of the known biomarkers in a sex-specific manner. The aim of this work was to discover novel biomarkers of left ventricular function (LVF) after an AMI, focusing on sex-differences. First, we aimed to validate the association between five genes previously found to be associated with LVF in small-scale studies. A panel of three genes (LTBP4, TGFBR1 and TNXB) was able to improve the ability of a clinical model to predict LVF. Second, we observed that the cardiac biomarker NT-proBNP was not predictor of LVF in women, whereas cardiac troponin was associated with LVF in this sex-group. A third study showed the association of the gene CDKN1C with LVF post-MI in a female-specific manner. In conclusion, our studies contribute to the discovery of novel biomarkers of LVF and draw the attention to sex differences in the clinical use of biomarkers towards the implementation of personalized medicine

L’infarctus du myocarde reste aujourd’hui une pathologie fréquente et grave, en dépit des progrès thérapeutiques réalisés au cours des deux dernières décennies. Une recherche fondamentale et clinique intense a permis de mieux appréhender le rôle crucial de la réponse immunitaire au cours de cette pathologie. La réponse inflammatoire post-ischémique est ambivalente puisque nécessaire à la détersion de la zone infarcie et à la consolidation de la cicatrice cardiaque, mais également délétère car impliquée dans le remodelage ventriculaire et capable d’augmenter la taille de l’infarctus. TREM-1 est un récepteur amplificateur de la réponse immunitaire innée. Sa modulation pharmacologique par un peptide de synthèse, LR12, permet de limiter l’amplitude de la réponse inflammatoire sans l’inhiber complètement. A travers différents modèles expérimentaux, nous avons pu montrer que la modulation de TREM-1 au cours de l’infarctus est bénéfique en termes de contractilité cardiaque, de taille d’infarctus et de remodelage ventriculaire. Le mécanisme d’action principal passe par les neutrophiles, dont l’infiltration au sein du myocarde infarci est nettement atténuée. TREM-1 apparait désormais comme une cible thérapeutique prometteuse dans le combat contre l’infarctus et l’insuffisance cardiaque post-ischémique / Despite improvements in therapeutic management of acute myocardial infarction, the prevalence of this deadly condition remains high. Intensive research has raised the critical and ambivalent role of immune response after myocardial infarction. Optimal healing requires an inflammatory reaction for debris removal and scar formation, but unrestrained immune response leads to infarct expansion and maladaptive remodeling. TREM-1 is an immune-receptor that acts as an amplifier of the innate immune response. Blockade of TREM-1 activation by a short inhibitory peptide, LR12, protects from inflammatory hyper-responsiveness. Through various experimental models, we show that TREM-1 modulation improves outcome after myocardial infarction (infarct size, heart function, ventricular remodeling), with significant impact on neutrophils recruitment within the myocardium. TREM-1 could constitute a new therapeutic target in the fight against myocardial infarction and post-ischemic heart failure

Après un infarctus, les acteurs de l’immunité innée et adaptative contrôlent le remodelage et la fonction cardiaque. Dans un premier travail, nous nous sommes intéressés aux mécanismes moléculaires définissant le rôle des monocytes et des macrophages, composants majeurs de l’immunité innée. En particulier, nous avons analysé le rôle de deux récepteurs MertK (myeloid-epithelial-reproductive receptor tyrosine kinase) et Mfge8 (milk fat globule epidermal growth factor-like factor 8), susceptibles d’être impliqués dans la reconnaissance des débris cellulaires peuplant la zone infarcie. L’invalidation de MertK et Mfge8 in vivo chez la souris augmente l’accumulation des cellules apoptotiques, aggrave la fibrose et accroit la taille de l’infarctus par rapport aux souris contrôles. De plus, l’expression du facteur pro-angiogenique VEGF-A, est significativement réduite 3 jours post-infarctus chez les souris chimères Mertk-/-Mfge8-/- par rapport aux animaux contrôles. Enfin, l’invalidation de l’expression de VEGF-A dans les cellules myéloides augmente la fibrose et la taille de l’infarctus et diminue la fonction cardiaque. Ainsi, la reconnaissance des débris cellulaires par Mertk et Mfge8 promeut la libération de VEGF-A par les monocytes et macrophages et participe à la restauration de la densité capillaire et de la fonction cardiaque post-infarctus. Dans un deuxième travail, nous avons abordé les voies de signalisation intracellulaires sous-tendant les effets d’un acteur majeur de l’immunité adaptative, le lymphocyte B. Après un infarctus, les lymphocytes B libèrent la chimiokine Ccl7, qui en se fixant sur son récepteur CCR2, déclenche une mobilisation des monocytes inflammatoires de la moelle osseuse vers le sang puis leur recrutement délétère dans la zone infarcie. Nous avons notamment montré que des activateurs des lymphocytes B, comme des stimuli inflammatoires, stimulent la libération de Ccl7, en partie en initiant des voies de signalisation intracellulaires dépendantes du micro-RNA (miR)21. L’administration exogène de lymphocytes B déficients pour miR-21 améliore d’ailleurs la fonction et le remodelage cardiaque post-infarctus chez des souris immunodéficientes. miR21 cible le gène suppresseur de tumeur PTEN et ainsi augmente l’expression du facteur de transcription HIF1α. De fait, l’analyse par échocardiographie effectuée 14 jours après l’induction de l’infarctus montre une amélioration de la fonction cardiaque ainsi qu’une diminution de la taille de l’infarctus et de la fibrose interstitielle chez les souris invalidées pour HIF1α spécifiquement dans les lymphocytes B par rapport aux contrôles. Les taux de la chimiokine CCL7 dans le plasma de ces souris sont aussi significativement réduits à J1 et J3 post infarctus ; ainsi que la mobilisation et le recrutement monocytaire. Il apparaît donc que la voie de signalisation impliquant miR21/HIF1α conditionne l’effet délétère des lymphocytes B dans un contexte d’infarctus aigu du myocarde. Ces travaux ont permis de révéler des facteurs majeurs de la régulation fine de la réaction inflammatoire post-ischémique, et de souligner l’efficacité potentielle de stratégies thérapeutiques modulant l’activité des cellules immunitaires dans le décours des pathologies cardiaques. / After a myocardial infarction, the innate and adaptive immunity play a role in post ischaemic remodelling and cardiac function. In a first work, we have been interested in the molecular mechanism of the role of monocytes and macrophages, the major innate immunity components. In particular, it has been analysed the function of, the myeloid-epithelial reproductive protein tyrosine kinase (Mertk) and the milk fat globule epidermal growth factor (Mfge8) and their implication in directing cardiac remodelling by skewing the inflammatory response after myocardial infarction. Compared with wild-type, Mertk-deficient (Mertk−/−), or Mfge8- deficient (Mfge8−/−) animals, Mertk−/−/Mfge8−/− mice displayed greater alteration in cardiac function and remodelling. In parallel, Mertk−/−/Mfge8−/− bone marrow chimeras manifested increased accumulation of apoptotic cells, enhanced fibrotic area, and larger infarct size, as well as reduced angiogenesis and VEFA expression. Combined Mertk and Mfge8 deficiency in myeloid cells either obtained from in vitro differentiation of bone marrow cells or isolated from infarcted hearts altered their capacity of efferocytosis and subsequently blunted vascular endothelial growth factor A (VEGFA) release. On the contrary, the recognition of necrotic cells by Mertk and Mfge8 promote VEGFA liberation improving cardiac function and angiogenesis. In the second work, we have focused on intracellular signalling pathway underlying the effects of another important actor of adaptive immunity, the B lymphocytes. After acute myocardial infarction multiple subtypes of inflammatory cells are known to orchestrate post-ischemic cardiac remodelling. In particular, Mature B lymphocytes selectively produce Ccl7 chimiokine and fixed on its CCR2 receptor it is able to induce monocyte mobilization and recruitment to the heart, leading to enhanced tissue injury and deterioration of myocardial function. Many B lymphocytes activators, such as inflammatory stimuli, may promote CCL7 release partially involving an intracellular signalling pathway depending on the micro-RNA miR21. We speculate that endogenous activation of the miR21/HIFα-related pathways balances the effect of B lymphocytes on post-ischemic cardiac remodelling. The treatment with TLR ligands resulted in induction of the microRNA miR-21, which targeted PTEN, leading to subsequent up regulation of HIF1α and HIF2α levels. In Rag1-/- immunodeficient mice with acute MI, we showed that re-supplementation with miR21-/- B lymphocytes restored cardiac repair and function when compared to injection of wild-type B cells. These effects were associated with a reduction in Ly6Chigh monocyte infiltration in the ischemic myocardium as well as with a decrease in infarct size and interstitial fibrosis. This work reveals several factors implicated in regulation of post-ischaemic inflammatory reaction, and underline the potential efficacity of a therapeutic strategy to module the activity of immune cells alongside the cardiovascular diseases.

Dans le présent travail qui s'inscrit dans le cadre général de la protection du tissu cardiaque, nous avons mis en évidence les effets protecteurs d'un oligo-élément antioxydant, le sélénium, au cours du post-infarctus et tenté d'analyser les mécanismes cellulaires mis en jeu dans cet effet. <br />Dans une première partie, sur un modèle d'ischémie/reperfusion ex-vivo, nous démontrons qu'une alimentation enrichie en sélénium (1,5 mg/kg, po) limite significativement les arythmies ventriculaires malignes (AVM) dues à l'ischémie/reperfusion en améliorant le statut rédox cellulaire et en limitant la déphosphorylation de la connexine 43 (Cx43). Cette déphosphorylation, proportionnelle à l'intensité et à la sévérité du stress ischémique, entraîne des anomalies de l'excitabilité myocardique, responsables de l'apparition des AVM. Dans une deuxième partie, nous confirmons cet effet cardioprotecteur in-vivo. Dans ces conditions, le sélénium réduit significativement la mortalité due à l'ischémie myocardique et la taille de l'infarctus, et améliore le remodelage cardiaque précoce post-infarctus. Dans la troisième partie, nous montrons que ces effets protecteurs sont associés à une diminution significative du niveau cardiaque de TNF- et à une amélioration de la capacité antioxydante tissulaire à 8 jours post-infarctus. Enfin, nos résultats montrent que le statut en sélénium est inversement corrélé à la taille de l'infarctus et peut être modulé par l'ischémie/reperfusion. <br />Le statut préischémique en sélénium semble donc conditionner la sensibilité du myocarde à l'ischémie/reperfusion et déterminer le pronostic post-infarctus.