Les canaux sodiques cardiaques (NaV1.5), responsables de l'initiation et de la propagation des potentiels d'action cardiaque, Sont codés par le gène SCN5A. Des phénotypes d'arythmies variés et de gravité variable ont été associés jusqu'à présent aux mutations hétérozygotes de SCN5A, allant de modifications électrocardiographiques asymptomatiques (pouvant indiquer un phénotype léger) à des arythmies symptomatiques pouvant entraîner une syncope, un arrêt cardiaque et la mort subite. Les facteurs de risque pour la plupart des mutations de SCN5A sont encore à établir. L'objectif de la présente étude consiste à caractériser les propriétés biophysiques de la mutation du canal NaV1.5/A1148T en présence du polymorphisme Cav-3/G56S chez un patient ayant subi une mort subite cardiaque avortée. Pour évaluer le rôle de Cav-3 sur la fonction du canal NaV1.5, les canaux NaV1.5/WT et NaV1.5/A1148T ont été co-transfectés dans des cellules tsA201 avec Cav-3/WT ou Cav-3/G56S avec la sous-unité régulatrice β1. Les courants Na+ ont été enregistrés à l'aide de la technique de patch-clamp en configuration cellule entière et caractérisés biochimiquement et physiologiquement. Les cellules iPSCs provenant du patient ont été différenciées en cardiomyocytes et caractérisées biophysiquement. La co-expression de NaV1.5/A1148T avec Cav-3/WT ou Cav-3/G56S a entraîné des réductions significatives de la densité de courant, allant d'un cinquième de la valeur normative à une suppression complète de la densité de courant dans ces cellules. Les enregistrements des courants sodiques provenant des iPSC-CM ont confirmé la réduction de la densité de courant. Ces résultats suggèrent que la mutation A1148T pourrait être à l'origine de la pathologie même si le mécanisme moléculaire précis n'est pas encore élucidé. Notre découverte selon laquelle Cav-3 régule négativement la fonction du canal NaV1.5 en réduisant la densité de courant du canal a été confirmée à l'aide de deux lignées cellulaires différentes (tsA201 et HEK-293). / The cardiac Na⁺ channels (NaV1.5), responsible for initiation and propagation of cardiac action potentials, are encoded by the SCN5A gene. Various arrhythmia phenotypes of increasing severities have been associated to date with heterozygous SCN5A mutations, from asymptomatic electrocardiographic changes (which may indicate a mild phenotype) to symptomatic arrhythmias resulting in syncope, cardiac arrest, and sudden cardiac death. Risk factors for most of SCN5A mutations have yet to be established. The objective of the present study entails a characterization of the biophysical properties of the NaV1.5/A1148T channel mutation in the presence of the polymorphism Cav-3/G56S found in a patient with aborted sudden cardiac death. To investigate the role of Cav-3 on NaV1.5 channel function, NaV1.5/WT and NaV1.5/A1148T were co-transfected in tsA201 cells with either Cav-3/WT or the Cav-3/G56S along with β1 regulatory subunit. Na⁺ currents were recorded using the patch-clamp technique in whole-cell configuration and biochemically and physiologically characterized. Patient-specific iPSCs were differentiated into cardiomyocytes and biophysically characterized. Co-expression of NaV1.5/A1148T with Cav-3/WT or Cav-3/G56S resulted in significant reductions in current density, which ranged from one-fifth of the normative value to complete abolishment of current density in transfected cells. Na⁺ current recordings from iPSC-CMs confirmed the reduced current density. Those results suggest that the mutation, A1148T could cause the pathology even if the precise molecular mechanism is not unravelled yet. Our finding that Cav-3 negatively regulates NaV1.5 channel function by reducing Na channel current density were confirmed using two different cell lines (tsA201and HEK293).

Le cancer du poumon atteint une large population partout à travers le monde. En plus d'être un cancer qui se détecte souvent très tard et qui métastase fréquemment, certains cas de cancer du poumon répondent très peu à la chimiothérapie. De fait, le tissu pulmonaire normal possède une résistance intrinsèque basale élevée aux xénobiotiques. Cette résistance intrinsèque du tissu pulmonaire, nous a inspirés grandement lors du choix du thème principal de cette thèse de doctorat : la caractérisation de lignées cellulaires cancéreuses du poumon chimiorésistantes. Bien que de nombreux travaux aient étudié la chimiorésistance dans des lignées cellulaires cancéreuses du poumon déjà chimiorésistantes, nos travaux ont plutôt porté sur la caractérisation de lignées cellulaires cancéreuses du poumon A549 lors du développement de cette chimiorésistance. Les premiers concepts abordés seront le cancer en général puis le cancer du poumon. Suivront les différents concepts de fonctionnement de la chimiothérapie. Par la suite, nous aborderons les cavéolines, une famille de gènes dont les membres ont un effet suppresseur de tumeur et dont l'expression est modulée dans des cellules cancéreuses naïves et chimiorésistantes. Nous décrirons aussi le concept de chimiorésistance, à laquelle plusieurs auteurs réfèrent par phénotype MDR (de l'anglais « Multidrug-resistance »). Nous aborderons ainsi les échangeurs multidrogues de la famille ABC (ATP-Binding Cassette), dont certains membres impliqués dans l'efflux d'agents antinéoplasiques, sont surexprimés dans plusieurs lignées cellulaires cancéreuses chimiorésistantes. Finalement, nous traiterons d'un autre type de changement cellulaire observé dans des cellules chimiorésistantes, soit les modifications lipidiques à la membrane plasmatique. Plusieurs études ont démontré que la quantité de certains types de lipides présents à la membrane plasmatique, par exemple le cholestérol et plusieurs sphingolipides, était modulée dans des cellules cancéreuses chimiorésistantes. De plus, plusieurs de ces lipides sont maintenant considérés comme des seconds messagers cellulaires et reconnus pour leur rôle dans la localisation membranaire de plusieurs molécules de la signalisation cellulaire. Nous avons tenté de faire un lien entre la présence de certains lipides dans nos lignées cellulaires chimiorésistantes et leur phénotype MDR.

La sarcopénie est une maladie dégénérative liée à l’âge qui se caractérise par une perte progressive et involontaire de la masse et de la force musculaire. Elle s’accompagne d’une atteinte de la régénération musculaire et d’une accumulation des espèces réactives de l’oxygène. Les cavéoles sont des invaginations de la membrane plasmique. Dans le muscle, elles jouent un rôle dans la différenciation des cellules satellites et dans le maintien de l’unité contractile dans le muscle différencié. Certaines formes de myopathies sont consécutives à l’absence de cavéoles dans le muscle. Elles sont également impliquées dans la médiation de signaux liés à la régulation du stress oxydant. Afin de mieux comprendre les mécanismes régulant la mise en place de la sarcopénie, nous avons étudié ici les relations existant entre le stress oxydant et les cavéoles. Des cellules musculaires de souris ont été traitées par l’H2O2 et une diminution du taux des cavéolines-1et -3 a été mise en évidence dans des myoblastes et les myotubes, respectivement. Il apparaît donc que les protéines constitutives des cavéoles sont effectivement sensibles au stress oxydant dans les cellules musculaires. En présence d’H2O2, la fonction des cavéoles (endocytose et résistance au stress mécanique) était également significativement altérée dans des myoblastes. L’ensemble des résultats obtenus suggère que le stress oxydant aurait un effet sur les cavéoles, ce qui pourrait entraîner des conséquences sur la régénération et le maintien de l’intégrité musculaire au cours du vieillissement. / Sarcopenia is an age-related degenerative disease which is characterized by a progressive and involuntary loss of muscle mass and strength. It is accompanied by an impairment of muscle regeneration and accumulation of reactive oxygen species. Caveolae are invaginations of the plasma membrane. In muscle, they play a role in the differentiation of satellite cells and in maintaining the contractile unit of the differentiated skeletal muscle. Some myopathies are resulting from the absence of caveolae in muscle. Caveolae are also involved in mediating signals related to the regulation of oxidative stress. To better understand the mechanisms involved in the development of sarcopenia, we investigated here the relationship between oxidative stress and caveolae. Mouse muscle cells were treated with H2O2 and decreased levels of caveolin-1 and -3 were demonstrated in myoblasts and myotubes, respectively. It therefore appears that caveolae constituent proteins are actually sensitive to oxidative stress in muscle cells. In the presence of H2O2, caveolae functions (endocytosis and resistance to mechanical stress) were also significantly degraded in myoblasts. Altogether, these data suggest that oxidative stress would affect caveolae, which could have consequences on regeneration and maintenance of muscle integrity during aging.