La fonction du canal sodique cardiaque est cruciale pour l'initiation, la propagation et le maintien d'un rythme cardiaque normal. Le rôle crucial de Nav1.5 dans la fonction cardiaque a été mis en évidence par l'identification de mutations naturelles au niveau de son gène (SCN5A). Les mutations sur le gène SCN5A sont associées à de nombreuses maladies génétiques telles que: le syndrome de Brugada, le syndrome du QT long et les troubles de conduction. Le point commun à ces pathologies est les arythmies cardiaques qui peuvent mener à la mort subite. Ces mutations sur ce gène n'explique cependant que 20% des cas connus (cas du syndrome de Brugada) (Antzelevitch, 2006). D'où l'implication d'autres facteurs, comme les partenaires de Nav1.5, dans ces pathologies est une éventualité émergente. Objectif: Pour une meilleure compréhension de la physiopathologie de ces arythmies cardiaques, nous nous proposons dans ce projet d'identifier et de caractériser de nouveaux partenaires de Nav1.5. Méthodes: Les interacteurs potentiels de Nav1.5 sont identifiés par la méthode du double hybride chez la levure. Les interactions sont ensuite confirmées in vivo et in vitro par les méthodes de co-immunoprécipitation et de pull-down. Les effets de ces partenaires sur l'activité de Nav1.5 sont évalués par la méthode du patch clamp en configuration "cellule entière". La co-localisation tissulaire de Nav1.5 avec ses partenaires est obtenue par la microscopie confocale. Résultats: Deux nouveaux partenaires de Nav1.5 ont été identifiés: 1) l'a-actinine-2 qui interagit avec la porte d'inactivation et 2) la troponine I cardiaque (Tnlc) qui se lie à la boucle cytoplasmique I-II. L'a-actinine-2 se fixe via son domaine spectrine sur la porte d'inactivation de Nav1.5 et augmente ainsi son expression à la surface membranaire. L'a-actinine-2 se co-localise avec Nav1.5 dans les tubules T des cardiomyocytes humains. Quant à la troponine I, elle s'associe avec deux régions de la boucle I-II de Nav1.5 par le biais de sa région C-terminale. La Tnlc déplace la courbe d'inactivation de ce canal vers des valeurs plus hyperpolarisées sans affecter son expression à la surface membranaire. Toute fois, cet effet de la Tnlc disparaît en présence de la sous-unité pi de Nav1.5. Conclusion: L'identification de l'a-actinine-2 et la Tnlc représente une étape importante dans la compréhension des mécanismes régulant l'activité de Nav1.5 d'une part et d'autre part servira à décrypter les mécanismes moléculaires sous-tendant la complexité des arythmies cardiaques.

La sarcopénie ou perte involontaire progressive de la masse musculaire chez le sujet âgé s’accompagne de l’altération de nombreux phénomènes physiologiques comparables à ceux observés chez les myopathes. Le processus de régénération musculaire est très ralenti, les activités protéolytiques intracellulaires sont modifiées et de nombreuses fonctions cellulaires sont perturbées en raison d’un stress oxydatif incontrôlé. L’intervention des calpaïnes, protéases neutres calcium-dépendantes, dans les processus associés au développement, à la régénération et à l’intégrité du tissu musculaire est incontestable. Les calpaïnes apparaissent, en effet, comme des acteurs clefs des voies de transductions liées à la myogenèse, la prolifération et la survie cellulaire. Toutefois aucune étude permettant d’établir la relation vieillissement du tissu musculaire- activité calpaïne n’a été entreprise à ce jour. Le projet a donc pour but principal d’inventorier les signaux pro-sarcopéniques interagissant avec les calpaïnes et d’établir leurs relations avec la fonctionnalité des cellules satellites, le stress oxydant et l’apoptose. Nous avons mis en évidence une augmentation de l’expression/activité des calpaïnes durant le vieillissement musculaire chez le rat et identifié des partenaires des calpaïnes impliqués dans des fonctions physiologiques altérées durant la sarcopénie: homéostasie calcique, activité contractile, production d’ATP, régénération musculaire. Nous avons également montré que l’induction d’un stress oxydant entraîne l’activation des calpaïnes au cours de la prolifération des cellules satellites de façon corrélée à une augmentation de l’apoptose. D’une manière intéressante, un traitement préventif par un antioxydant naturel d’écorce de pin (Oligopin®) est capable de prévenir à la fois l’apoptose et l’activation des calpaïnes. L’ensemble de ces résultats suggère que le stress oxydant associé au vieillissement induirait des mécanismes calpaïno-dépendants responsables de l’altération de processus essentiels à la fonction musculaire. / Aging is associated with a progressive and involuntary loss of muscle mass also known as sarcopenia. This condition represents a major public health concern. Although sarcopenia is well documented, the molecular mechanisms of this condition still remain unclear. The calcium-dependent proteolytic system is composed of calcium dependent cystein-proteases named calpains. Calpains are involved in a large number of physiological processes such as muscle growth and differentiation, and pathological conditions such as muscular dystrophies. The aim of this study was to determine the involvement of the proteolytic system in the phenotype associated with sarcopenia by identify the key proteins (substrates or regulators) interacting with calpains during muscle aging and identify pro-sarcopenic signals after oxidative stress induction in satellite cells. Muscle aging was correlated with the up-regulation of calpain activity. Ryanodine receptor 1, ATP synthase subunit alpha and alpha actinin 3 appear as key partners of calpains during muscle aging. Such interactions suggest an implication of calpains in many processes altered during aging including cytoskeletal disorganisation, regulation of calcium homeostasis and mitochondrial dysfunction. Furthermore, oxidative stress induction led to an increase in the activity of calpains correlated to an increase in apoptosis of proliferating satellite cells. In a very interesting way, a preventive treatment with a commercial antioxidant (Oligopin®) prevented these effects. All these data suggest that oxidative stress coupled observed during muscle aging could lead to calpaïno-dependent mechanisms responsible for apoptosis and muscle dysorganisation.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.