L'insuffisance cardiaque (IC) est une pathologie évolutive avec une forte morbi-mortalité suggérant que les traitements actuels ne modifient que peu les mécanismes physiopathologiques responsables de la maladie. L'inflammation et la réponse immune inappropriée sont récemment apparues comme de nouveaux acteurs de la progression de l'insuffisance cardiaque (IC). La réponse inflammatoire lors d'un stress tissulaire semble initiée par la néo-synthèse ou la libération de protéines normalement non présentes ou non accessibles dans le tissu. Ces molécules, appelées " damage associated molecular pattern " ou DAMPs, sont des ligands des récepteurs Toll like capable d'induire l'expression de cytokines et de chimiokines pro-inflammatoires. La ténascine-C (TNC), une protéine présente dans la matrice extracellulaire lors d'état inflammatoire est considérée comme une DAMP car elle est capable d'induire l'expression de cytokines pro-inflammatoires via TLR4. Bien que l'expression de la TNC soit augmentée lors de pathologies cardiaques, son rôle exact dans les processus inflammatoires au cours d'une surcharge de pression cardiaque est encore peu défini. Nous avons montré que la TNC est exprimée dans le cœur hypertrophié où elle se concentre en foyers associés à un fort infiltrat monocytaire. L'utilisation de chimères hématopoïétiques a permis de montrer que la TNC est exprimée exclusivement par les cellules stromales du compartiment cardiaque et notamment les fibroblastes et non les cellules inflammatoires. Grâce à l'utilisation de souris dont le gène codant pour la TNC a été invalidé (TNCKO), nous avons mesuré l'impact de l'absence de TNC sur la fonction et le remodelage cardiaques après constriction de l'aorte transverse (TAC). L'analyse des paramètres échocardiographiques a montré une meilleure fonction contractile cardiaque chez les souris TNCKO par rapport aux souris WT après TAC. De plus la réponse inflammatoire cardiaque induite par la constriction est fortement atténuée chez les souris TNCKO par rapport aux WT. En effet, l'expression cardiaque des cytokines et des chimiokines pro-inflammatoires ainsi que l'infiltration monocytaire sont prévenues chez les souris TNCKO après TAC. Le développement d'un lentivecteur recombinant pour la TNC (LV-TNC), a permis de montrer que cette protéine stimule, in vitro, l'expression de cytokines et de chimiokines pro-inflammatoires (CCL2, CCL5) par les fibroblastes cardiaques. De plus, le microenvironement produit par la TNC induit un effet attractant sur les monocytes in vitro et in vivo et favorise la polarisation des macrophages vers un phénotype pro-inflammatoire. En plus de son effet sur le chimiotactisme monocytaire, nous avons observé que la TNC modifie également la clairance des macrophages du tissu cardiaque hypertrophié. Le suivi des monocytes/macrophages après marquage par des billes fluorescentes nous a permis de montrer que leur migration vers les ganglions lymphatiques drainants le cœur est augmentée chez les souris KO après TAC. En effet la TNC semble inhiber l'expression de CCR7 par les macrophages cardiaques, récepteur majeur impliqué dans le processus de drainage des cellules immunes dans les vaisseaux lymphatiques. En conclusion, la TNC aggrave le remodelage cardiaque et la transition vers l'IC dans un modèle murin de surcharge de pression. Elle entraine un état inflammatoire en induisant l'expression de gènes pro-inflammatoires par les fibroblastes cardiaques favorisant ainsi l'infiltration monocytaire dans le tissu. La TNC maintient l'inflammation en polarisant les macrophages vers un phénotype pro-inflammatoire. Enfin, la TNC inhibe le drainage des macrophages cardiaques vers les ganglions lymphatiques en diminuant l'expression de CCR7. Cette accumulation de cellules inflammatoires dans le tissu cardiaque induite par la TNC semble favoriser la dysfonction contractile et pourrait participer à l'apparition de l'IC. / Sustained pressure overload leads to myocardial hypertrophy and subsequent heart failure, a leading cause of morbidity and mortality. Several studies suggest a potential role of inflammation induced by the Danger Associated Molecular Patterns (DAMPs) in the development of heart failure. These molecules are able to induce pro-inflammatory cytokines synthesis through Toll like receptors (TLRs). Tenascin-C (TNC), an extracellular matrix glycoprotein considered as DAMP is slightly present in adult tissue but highly expressed in various cardiac diseases. We investigated the prospective role of TNC on inflammation in a cardiac remodeling induced by pressure overload. An experimental model of pressure overload (transverse aortic constriction or TAC) was established in WT and knockout mice for TNC (TNCKO). TNC was greatly expressed after transverse aortic constriction in cardiac tissue of WT animals. TNCKO mice displayed no ventricular dilatation and a preserve cardiac function compared with wild type animals after TAC. In absence of TNC, mice showed a blunted cardiac inflammatory response and a decreased myocardial remodeling. Bone marrow transplantation from wild-type mice into TNCKO animals and vice versa indicated that TNC is exclusively synthesized by cardiac cells and not by hematopoietic cells. Furthermore, immunostaining experiments showed that TNC was found in areas where infiltration of monocytes/macrophages was abundant. To better understand the role of TNC, cardiac fibroblasts were transduced by a lentivector encoding for GFP (LV-GFP) or TNC (LV-TNC). TNC production by fibroblasts stimulated their expression of pro-inflammatory cytokines and chemokines (CCL2, CCL5). In vitro chemotaxis assays showed that conditioned medium from LV-TNC transduced cardiac fibroblasts exhibited chemoattractant properties for bone marrow derived monocytes. Moreover, TNC production by cardiac fibroblasts increased macrophages phagocytic activity, pro-inflammatory markers expression and nitrite release suggesting a pro-inflammatory polarization of macrophages. The administration of a recombinant TNC lentivector in the myocardium was sufficient to induce monocyte infiltration, promote cytokine and chemokine expression and a contractile dysfunction. Finally, TNC did not modify macrophage apoptosis and proliferation but hindered cardiac macrophage clearance by reducing their migration into lymph nodes. In presence of TNC, expression of CCR7 on monocyte/macrophage was down-regulated. CCR7 has been described as the major receptor controlling immune cells migration to lymph nodes. In vivo tracking of monocytes/macrophages by the injection of fluorescents phagocytic beads confirmed a higher number of bead-positive macrophages in lymph nodes of TNCKO mice than in WT mice after TAC. Our results identified cardiac TNC as a monocyte chemoattractant factor increasing chemokines synthesis, decreasing emigration signals and thus promoting the maintenance of monocyte/macrophage in pathological heart. By promoting chronic inflammation, TNC accentuated cardiac dilation and deleterious outcome of cardiac remodeling and function during pressure overload.

Notch3, récepteur exprimé dans les cellules musculaires lisses (CML), est impliqué dans la maturation des artères de résistance. La délétion de Notch3 aggrave les atteintes cardiaques induites par une hypertension artérielle (HTA), mais les mécanismes impliqués sont inconnus. Mes objectifs étaient de déterminer le rôle de la voie Notch3 dans le myocarde lors du remodelage cardiovasculaire induit par une surcharge de pression ou de débit. Nous avons étudié l'impact de l'absence de Notch3 lors l'HTA induite par l'Angiotensine II via deux modèles de souris (1- Notch3 KO et 2- invalidation induite de cette voie dans les CML, via RBPJk). Nous montrons que la voie Notch3-RBPJk est nécessaire à l'intégrité coronaire à l'âge adulte. Lors d'une HTA, son absence altère la réponse vasculaire et la microcirculation conduisant à un stress oxydant et une inflammation cardiaque. Puis, nous avons exploré les conséquences d'une surcharge de débit (exercice physique chez le mâle ou gestation chez la femelle Notch3-/-). Les mâles Notch3-/- ne présentent pas de signes de réponse angiogénique après 5 semaines de course, mais ce protocole a un effet bénéfique sur l'hypertrophie cardiaque. En parallèle, l'analyse des coeurs femelles Notch3-/- montre un défaut artériolaire similaire aux mâles Notch3-/-, mais sans hypertrophie ventriculaire. En post-partum, la densité capillaire augmente chez ces souris. Alors que le c¿ur post-partum se caractérise par un environnement anti-angiogénique, ces voies ne sont pas activées chez les femelles Notch3-/-. Ces résultats démontrent que la voie Notch3 est nécessaire à la réponse adaptative du réseau coronaire en réponse à une surcharge de pression ou de débit / Notch3, a receptor expressed in the smooth muscle cells (SMC), is involved in the maturation of resistance arteries. Notch3 knockout aggravates cardiac disorders induced by hypertension (HT), however mechanisms are unknown. My objectives were to determine the role of Notch3 signaling during cardiovascular remodeling induced by pressure or volume overload. First, we studied the Angiotensin II-induced HT consequences on two mouse models (1- congenital: Notch3 KO or 2- induced invalidation of Notch signaling in SMC via RBPJκ). We showed that Notch3-RBPJκ signaling is required for the maintenance of coronary structure in the adult. During HT, Notch3 signaling defect impaired the media hypertrophic response and the microvasculation leading oxidative stress and inflammation. Then we aimed to define the consequences of volume overload (moderate exercise training in males or pregnancy in female Notch3-/- mice). The Notch3-/- males doesn’t exhibit any signs of angiogenic responses in the microvascular compartment after 5 weeks of exercise training, however this protocol had positive effect on the basal hypertrophy. In parallel, female Notch3-/- mice exhibited the same arteriolar defect as males, without ventricular hypertrophy, suggesting a better adaptation. The post-partum hearts showed a microvascular adaptation in these mice. While cardiac status in post-partum is characterized by an anti-angiogenic environment leading to a physiological hypertrophy regression, these signaling pathways didn’t seem to be active in the Notch3-/- mice. These results showed that Notch3 signaling pathway was necessary to the adaptive coronary network response to pressure or volume overload.

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