Hyperkalemic periodic paralysis is characterized by myotonic discharges followed by paralysis. Caused by a mutation in the gene encoding for NaV1.4 channel, patients do not experience symptoms during infancy, but the onset starts between 1-10 years of age. The symptoms severity then increases with age until adolescence. A large increase in gene expression marked by an increase in oxidative capacity of muscles has also been reported in HyperKPP. It is possible that the onset of symptoms is related solely to NaV1.4 channel content/activity reaching a critical level. It is also possible that the onset of some symptoms are due to defective NaV1.4, while other symptoms and the increase in severity with age are related to changes in membrane components as a result of changes in gene expression. To test these possibilities, the progression of paralysis and changes in fiber types were followed with age in HyperKPP mice in relation to changes in NaV1.4 content and activity. Changes in fiber types (index of changes in gene expression), started after the onset of paralysis was observed, which coincided with NaV1.4 channels reaching maximum expression. Therefore, the onset of symptoms was related to defective NaV1.4 channels.

Hyperkalemic periodic paralysis is characterized by myotonic discharges followed by paralysis. Caused by a mutation in the gene encoding for NaV1.4 channel, patients do not experience symptoms during infancy, but the onset starts between 1-10 years of age. The symptoms severity then increases with age until adolescence. A large increase in gene expression marked by an increase in oxidative capacity of muscles has also been reported in HyperKPP. It is possible that the onset of symptoms is related solely to NaV1.4 channel content/activity reaching a critical level. It is also possible that the onset of some symptoms are due to defective NaV1.4, while other symptoms and the increase in severity with age are related to changes in membrane components as a result of changes in gene expression. To test these possibilities, the progression of paralysis and changes in fiber types were followed with age in HyperKPP mice in relation to changes in NaV1.4 content and activity. Changes in fiber types (index of changes in gene expression), started after the onset of paralysis was observed, which coincided with NaV1.4 channels reaching maximum expression. Therefore, the onset of symptoms was related to defective NaV1.4 channels.

L'activité électrique des neurones dépend de la l’expression et de l'activité des canaux ioniques, dont le canal de fuite de sodique récemment décrit, appelé NALCN. Dans les neurones, NALCN est un canal activé par un récepteur couplé aux protéines G qui conduit un courant de fuite de sodium résistant à la TTX et résistant à Cs + et contribue à la mise en place du potentiel de la membrane du repos. Chez l'homme, des mutations récessives et dominantes de NALCN ont récemment été décrites dans des troubles neurologiques complexes tels que la Dystrophie Neuroaxonale Infantile (syndrome INAD) et l'Arthrogryposis Distal de Type 2A (syndrome CLIFHADD). Ces troubles partagent des symptômes communs tels que l'ataxie, les crises épileptiques, l'hypotonie, le retard cognitif et le retard de développement. Les conséquences fonctionnelles de ces mutations NALCN ne sont toutefois pas connues principalement en raison de l'absence d'un modèle cellulaire reproductible pour réaliser une analyse électrophysiologique du courant NALCN. Dans la présente étude, nous décrivons les propriétés des canaux NALCN recombinants dans la lignée cellulaire neuronale, NG108-15. Ces cellules, qui expriment les sous-unités auxiliaires UNC79 et UNC80 de NALCN, ont été transfectées avec des constructions encodant NALCN (type sauvage ou mutants) et sa sous-unité NLF-1. Après la transfection du NALCN de type sauvage, les enregistrements par la technique de patch-clamp ont révélé la présence d'un courant de fuite entrant dans des cellules différenciées. A noter que la transfection des mutants CLIFHADD a entraîné l'expression d'un courant de fuite de sodium significativement plus élevé, comparé aux cellules exprimant des canaux NALCN de type sauvage. Au contraire, aucun courant de ce genre n'a été observé dans les cellules exprimant le mutant INAD. Ces résultats confirment fortement l'hypothèse selon laquelle les mutations dominantes CLIFHADD est un gain de fonction, alors que l'INAD est une mutation de perte de fonction. En conclusion, nos données démontrent que la lignée cellulaire NG108-15 est un modèle cellulaire fiable pour étudier l'activité électrophysiologique des canaux NALCN de type sauvage et mutant. / Electrical activity of neurons is critically dependent on the presence and activity of ion channels, including the recently described “sodium-leak channel” named NALCN. In neurons, NALCN is a G protein-coupled receptor-activated channel that conducts a TTX-resistant and Cs+-resistant sodium-leak current and contributes to setting-up the resting’s membrane potential. In humans, both recessive and dominant mutations of NALCN were recently described in complex neurological disorders such as Infantile Neuroaxonal Dystrophy (INAD) and Type 2A Distal Arthrogryposis (CLIFHADD). These disorders share common symptoms such as ataxia, epileptic seizures, hypotonia, cognitive delay and developmental retardation. The functional consequences of these NALCN mutations are however not known mainly because of the lack of a reliable cellular model to achieve electrophysiological analysis of the NALCN current. In the present study, we describe the properties of recombinant NALCN channels in the neuronal cell line, NG108-15. These cells, which express the NALCN’s ancillary subunits Unc79 and Unc80, were transfected with constructs encoding NALCN (wild-type or mutants) and its NLF-1 subunit. Following transfection of the wild-type NALCN, patch-clamp recordings revealed the presence of an inward background current in differentiated cells. Importantly, transfection of the CLIFHADD mutants resulted in the expression of a significantly larger sodium-leak current, compared to cells expressing wild-type NALCN channels. On the contrary, no such current was observed in cells expressing the INAD mutant. These results strongly support the hypothesis that CLIFHADD are gain-of-function, while INAD are loss-of-function mutations. Altogether, our data demonstrate that the NG108-15 cell line is a reliable cellular model to study electrophysiological activity of wild-type and mutant NALCN channels

Hyperkalemic periodic paralysis is characterized by myotonic discharges followed by paralysis. Caused by a mutation in the gene encoding for NaV1.4 channel, patients do not experience symptoms during infancy, but the onset starts between 1-10 years of age. The symptoms severity then increases with age until adolescence. A large increase in gene expression marked by an increase in oxidative capacity of muscles has also been reported in HyperKPP. It is possible that the onset of symptoms is related solely to NaV1.4 channel content/activity reaching a critical level. It is also possible that the onset of some symptoms are due to defective NaV1.4, while other symptoms and the increase in severity with age are related to changes in membrane components as a result of changes in gene expression. To test these possibilities, the progression of paralysis and changes in fiber types were followed with age in HyperKPP mice in relation to changes in NaV1.4 content and activity. Changes in fiber types (index of changes in gene expression), started after the onset of paralysis was observed, which coincided with NaV1.4 channels reaching maximum expression. Therefore, the onset of symptoms was related to defective NaV1.4 channels.

TRPC6 (transient receptor potential cation channels; canonical subfamily C, member 6) is widespread localized in mammalian tissues like kidney and lung and associated with progressive proteinuria and pathophysiological pulmonary alterations, e.g., reperfusion edema or lung fibrosis. However, the understanding of TRPC6 channelopathies is still at the beginning stages. Recently, by chemical diversification of (+)-larixol originating from Larix decidua resin traditionally used for inhalation, its methylcarbamate congener, named SH045, was obtained and identified in functional assays as a highly potent, subtype-selective inhibitor of TRPC6. To pave the way for use of SH045 in animal disease models, this study aimed at developing a capable bioanalytical method and to provide exploratory pharmacokinetic data for this promising derivative. According to international guidelines, a robust and selective LC-MS/MS method based on MRM detection in positive ion mode was established and validated for quantification of SH045 in mice plasma, whereby linearity and accuracy were demonstrated for the range of 2–1600 ng/mL. Applying this method, the plasma concentration time course of SH045 following single intraperitoneal administration (20 mg/kg body weight) revealed a short half-life of 1.3 h. However, the pharmacological profile of SH045 is promising, as five hours after administration, plasma levels still remained sufficiently higher than published low nanomolar IC50 values. Summarizing, the LC-MS/MS method and exploratory pharmacokinetic data provide essential prerequisites for experimental pharmacological TRPC6 modulation and translational treatment of TRPC6 channelopathies.

Introdução: Distúrbios dos canais iônicos cardíacos potencialmente letais, como a síndrome de Brugada (SBr), a síndrome do QT longo congênito (SQTL) e a taquicardia ventricular polimórfica catecolaminérgica (TVPC) podem ser responsáveis por pelo menos um terço do total de casos de morte súbita que permanecem inexplicados. Estes pacientes, por vezes, não obtêm tratamento odontológico e analgesia adequados devido à falta de informações na literatura em relação à dose e tipo de anestésico local recomendado, e ao risco potencial de eventos cardíacos ameaçadores à vida e instabilidade hemodinâmica. Métodos: Trata-se de um estudo piloto, randomizado, duplo-cego e cruzado com portadores de canalopatias cardíacas submetidos a tratamento odontológico restaurador em duas sessões, realizadas com intervalo mínimo de sete dias (wash-out) entre ambas, sendo o paciente seu próprio controle. Na primeira sessão, por randomização, o paciente recebeu uma das soluções anestésicas: lidocaína 2% sem vasoconstritor (LSA) ou lidocaína 2% com adrenalina 1:100.000 (LCA), originando duas condições: sem adrenalina e com adrenalina; na segunda sessão recebeu o outro anestésico. Todos foram monitorados com Holter por 28 horas, contadas a partir de uma hora antes do procedimento, nas duas sessões do estudo. Durante o atendimento odontológico, foram feitos registros pontuais em três momentos por meio de eletrocardiograma de 12 derivações, esfigmomanômetro digital para pressão arterial e escala de mensuração da ansiedade. Resultados: Sessenta e dois procedimentos restauradores foram realizados em 31 pacientes: 16 (51,6%) tinham SQTL, 12 (38,7%) SBr e três (9,7%) TVPC, dentre os quais 12 (38,7%) eram portadores de cardiodesfibrilador implantável. A idade média dos pacientes foi 45,2+15,8 anos, sendo 21 (67,7%) do sexo feminino. Os valores médios da frequência cardíaca máxima se mostraram aumentados com o uso de LCA no período da anestesia (84,4 x 80,4 bpm; p=0,005) com diferença estatisticamente significante entre as duas condições, assim como o QTc em pacientes com SQTL (465,4 x 450,1; p=0,009). Valores de pressão arterial e mensuração da ansiedade não mostraram diferença estatisticamente significante. Não foram observadas arritmias ventriculares ameaçadoras à vida durante os procedimentos. Conclusões: O uso da anestesia local com lidocaína, independente do uso de vasoconstritor, não resultou em arritmias ameaçadoras à vida e foi considerado seguro nos pacientes selecionados. Estes resultados preliminares devem ser confirmados em uma população maior, em um estudo multicêntrico / Background: Ion channel disorders, such as Brugada syndrome (BS), long QT syndrome (LQTS), and catecholaminergic polymorphic ventricular tachycardia (CPVT), may account for at least one-third of unexplained sudden cardiac deaths. These patients often do not receive adequate dental treatment and analgesia owing to the lack of information in the literature regarding the dose and type of local anesthetic recommended, and due to the potential risk of life-threatening cardiac events. Methods: This is a randomized, double-blind pilot trial in patients with cardiac CCh underwent to restorative dental treatment in two sessions, with a wash-out period of 7 days (crossover trial). In the first session, by randomization, the patient received one of the anesthetic solutions: 2% lidocaine without vasoconstrictor (LSA) or 2% lidocaine with epinephrine 1: 100,000 (LCA), making two conditions: without epinephrine and with epinephrine; and in the second session received the other anesthetic. Twenty-eight-hour Holter monitoring was performed in all patients, initiated one hour before the procedure, in the two study sessions. During the dental treatment, additional specific monitoring including 12-lead electrocardiography (ECG), digital sphygmomanometry and anxiety scale assessments was also applied at three time points. Results: Sixty-two dental procedures were performed in 31 patients with CCh: 16 (51.6%) had LQTS, 12 (38.7%) had BS and three (9.7%) had CPVT; 12 (38.7%) patients had an implantable defibrillator. The mean age was 45.2+15.8 years, and 21 (67.7%) patients were female. The maximum heart rate was increased after the use of epinephrine during the anesthesia period (84,4 x 80,4 bpm, p=0.005), as well the corrected QT in LQTS patients (465,4 x 450,1; p=0,009). Blood pressure and anxiety measurements showed no statistically significant differences. No life-threatening arrhythmias occurred during the dental treatment. Conclusions: The use of local dental anesthesia with lidocaine, regardless of the use of a vasoconstrictor, did not result in life-threatening arrhythmias and was considered safe in these selected patients with channelopathies. These preliminary findings need to be confirmed in a larger population study, in a multicenter study

Les neurones endommagés développent de l'activité ectopique, c'est-à-dire qu'ils déchargent en l'absence de stimulus, ce qui engendre ensuite des douleurs neuropathiques. Des mesures expérimentales ont lié cette activité ectopique à un décalage cinétique (coupled left-shift, CLS) des canaux sodiques tensiodépendants. Nous avons donc construit un modèle numérique d'axone où une portion endommagée subit un tel décalage. Deux résultats fondamentaux et nouveaux sont obtenus : 1) En présence d'activité ectopique, une stimulation à haute fréquence peut entraîner la zone ectopique de l'axone à décharger à la même fréquence que le stimulus. La propagation est alors presque normale. 2) Dans un axone faiblement endommagé, sans activité ectopique au départ, un stimulus temporaire peut déclencher une activité ectopique qui perdure. Ceci amplifie le stimulus et peut donc être lié aux symptômes de douleurs neuropathiques. En plus de ces travaux de recherche, cette thèse propose une imposante section pédagogique, adressé au physicien qui débute en neurosciences. Injured neurons exhibit ectopic activity (ie. they fire without being stimulated), leading to neuropathic pain. Experiments have linked this ectopic activity to a kinetic shift (coupled left-shift, CLS) of the voltage-gated sodium channels. Therefore, we have designed a computational model axon where a damaged zone is affected by such a left-shift. Two important novel results were obtained : 1) In an ectopic axon, high-frequency stimulation can force the ectopic zone to phase-lock to the stimulation frequency. Propagation is then almost normal. 2) In a weakly damaged axon, without initial ectopic activity, a short stimulus can trigger a long lasting ectopic activity. This amplifies the stimulus and can thus be linked to neuropathic pain-like symptoms. In addition to this research work, this thesis encompasses a large educational section, addressed to physicists just starting in neuroscience.

Les neurones endommagés développent de l'activité ectopique, c'est-à-dire qu'ils déchargent en l'absence de stimulus, ce qui engendre ensuite des douleurs neuropathiques. Des mesures expérimentales ont lié cette activité ectopique à un décalage cinétique (coupled left-shift, CLS) des canaux sodiques tensiodépendants. Nous avons donc construit un modèle numérique d'axone où une portion endommagée subit un tel décalage. Deux résultats fondamentaux et nouveaux sont obtenus : 1) En présence d'activité ectopique, une stimulation à haute fréquence peut entraîner la zone ectopique de l'axone à décharger à la même fréquence que le stimulus. La propagation est alors presque normale. 2) Dans un axone faiblement endommagé, sans activité ectopique au départ, un stimulus temporaire peut déclencher une activité ectopique qui perdure. Ceci amplifie le stimulus et peut donc être lié aux symptômes de douleurs neuropathiques. En plus de ces travaux de recherche, cette thèse propose une imposante section pédagogique, adressé au physicien qui débute en neurosciences. Injured neurons exhibit ectopic activity (ie. they fire without being stimulated), leading to neuropathic pain. Experiments have linked this ectopic activity to a kinetic shift (coupled left-shift, CLS) of the voltage-gated sodium channels. Therefore, we have designed a computational model axon where a damaged zone is affected by such a left-shift. Two important novel results were obtained : 1) In an ectopic axon, high-frequency stimulation can force the ectopic zone to phase-lock to the stimulation frequency. Propagation is then almost normal. 2) In a weakly damaged axon, without initial ectopic activity, a short stimulus can trigger a long lasting ectopic activity. This amplifies the stimulus and can thus be linked to neuropathic pain-like symptoms. In addition to this research work, this thesis encompasses a large educational section, addressed to physicists just starting in neuroscience.

Les canalopathies cardiaques congénitales constituent la principale hypothèse diagnostique dans les cas de mort subite inexpliquée chez les sujets de moins de 35 ans. Notre travail a eu pour objectif demettre au point une stratégie de détection post-mortem des mutations sur les gènes connus pour être impliqués dans les canalopathies cardiaques, applicable en routine, à partir de la principale source d’ADN post-mortem disponible en France à savoir les prélèvements fixés au formol et inclus en paraffine (FFIP). A partir d’une cohorte de 12 cas, deux techniques de détection de variants génétiques ont été évaluées, une technique de criblage par l’analyse des courbes de fusion haute résolution et une technique de génotypage par spectrométrie de masse MALDI-TOF, respectivement sur le gène KCNQ1 et le gène RyR2. Quelle que soit la technique utilisée, il n’est pas possible de s’affranchir du séquençage de type Sanger afin d’explorer les séquences d’intérêts qui n’ont pu être optimisées avec l’une ou l’autre des méthodes à la fois sur les prélèvements congelés et FFIP. L’arrivée des séquenceurs de nouvelles générations ouvrent ainsi de nouvelles perspectives dans ce domaine. / The congenital cardiac channelopathies constitute the principal diagnostic hypothesis in autopsynegative sudden unexplained death concerning people younger than 35 years old. The present study aimed to develop a strategy of mutations detection on known genes implicated in the cardiac channelopathies. This strategy of mutations detection had to be applicable to routine and has been studied on formalin-fixed and paraffin-embedded (FFPE) tissues which are the principal DNA source available in France. On a cohort of 12 cases, two technique of sequence variants detection wereevaluated: the screening method of High Resolution Melt and the genotyping method based on a MALDI-TOF mass spectrometry, respectively on KCNQ1 and RyR2 genes. Whatever the technique, there is a necessity of resorting to the Sanger sequencing to explore the sequence of interest none optimized with one or the other technology both on FFEP and frozen tissues. That’s why the next generation sequencing method should open new perspectives in the post-mortem diagnostic of cardiac channelopathies.

Thèse en génétique cardiovasculaire / Introduction : Environ 30 000 Canadiens décèdent subitement dû à un trouble cardiaque structurel ou électrique. Près de 5% de ces décès demeurent inexpliqués. La prédisposition génétique est le facteur de risque principal de la fibrillation ventriculaire (FV), où les bases génétiques restent à être mieux définies, surtout chez les cas d’arrêt cardiaque inexpliqué. L’impact clinique des tests génétiques chez les cardiomyopathies et arythmies héréditaires, autres que pour le dépistage familial en cascade, demeure peu abordé dans la littérature. Durant les dernières années, l’accessibilité des bases de données publiques sur les variations génétiques populationnelles a explosé et notre habileté d’interpréter des variants génétiques s’est raffinée. Toutefois, pour des populations moins bien représentées dans ces bases de données, tout comme la population Canadienne-Française, l’interprétation des variants génétiques demeure imprécise. L’utilité de bases de données spécifiques à la population Canadienne-Française, pour améliorer l’interprétation des résultats génétiques cardiovasculaires, doit être évaluée. Hypothèses : 1) L’analyse génétique systématique par panels de gènes virtuels chez les patients suspectés d’être atteints d’arythmie ou de cardiomyopathie héréditaire et chez les survivants de morts subite cardiaque (MSC) inexpliquée fourni des informations utiles pour le diagnostic et le pronostic de ces patients, ainsi que pour le dépistage familial. 2) L'utilisation de bases de données de variations génétiques spécifiques à la population Canadienne-Française facilite l'interprétation des variants dans le contexte clinique de la génétique cardiovasculaire. Objectifs : L’objectif principal de ce projet de recherche est d’améliorer nos connaissances sur les facteurs génétiques impliqués chez la MSC par l’utilisation de séquençage nouvelle génération (séquençage d’exons) et d’évaluer l’impact clinique d’une analyse génétique systématique chez cette population de patients. Nous avons aussi l’intention d’évaluer l’utilité clinique des analyses génétiques et comprendre l’impact des variants récurrents impliqués dans les cardiomyopathies et arythmies héréditaires chez la population Canadienne-Française. Méthodes : Dans une première série d’études, nous avons évalué l’impact de l’analyse génétique systématique en effectuant un séquençage d’exomes systématique chez des survivants de MSC provenant d’une large cohorte internationale, incluant le registre et bio-banque canadien CASPER (Canadian Cardiac Arrest Survivors with Preserved Ejection fraction Registry - CASPER). Nous avons rapporté le taux diagnostic de ce type d’analyse génétique chez cette population et son utilité diagnostic. Nous avons procédé à une analyse par association cas-contrôle par l’utilisation de la base de données publiques gnomAD (Genome Aggregation Database – gnomAD) comme cohorte contrôle et l’algorithme RV-EXCALIBER (Rare Variant Exome CALIBration using External Repositories – RV-EXCALIBER) afin d’établir l’importante contribution du gène du récepteur ryanodine 2 (RYR2) chez l’arrêt cardiaque. Dans un deuxième temps, nous avons évalué le taux diagnostic et l’utilité clinique des tests génétiques chez les patients avec suspicion de cardiomyopathies et arythmies héréditaires vus au Centre de Génétique Cardiovasculaire (CGC) de l’Institut de Cardiologie de Montréal (ICM) entre les années 2006 et 2020. Grâce à ce jeu de données et aux récentes données populationnelles provenant de l’étude québécoise CARTaGENE, nous avons comparé la fréquence allélique des variants récurrents identifiés chez les cas comparés à celle des contrôles afin d’évaluer la pathogénicité de ces variants et leur contribution chez les cardiomyopathies chez les Canadiens-Français. Enfin, nous avons décrit l’implication d’un variant faux-sens dans le gène de la desmoplakine (DSP) chez une famille canadienne-française aux prises avec la cardiomyopathie arythmogène avec une prédominance de l’atteinte du ventricule gauche et avons réalisé une analyse cas-contrôle pour un domaine spécifique de la protéine afin d’identifier une région mutationnelle (« hot-spot ») dans le gène DSP. Résultats : Dans une première étude sur la génétique de la MSC, basée sur la cohorte CASPER qui incluaient 228 survivants de MSC, nous avons démontré un taux diagnostic de l’analyse génétique systématique de 10%. Essentiellement, l’analyse génétique systématique a permis d’augmenter le nombre de cas « expliqués » par les évaluations phénotypiques avancées de 9% à 18% lorsque combinée avec l’analyse génétique. Des 23 porteurs de variants causaux, 13 (57%) ont été identifiés avec un variant pathogénique associé à une cardiomyopathie en l’absence d’un diagnostic de cardiomyopathie, mettant en lumière le potentiel arythmogène des variants génétiques associés aux cardiomyopathies en absence de changements cardiaques structurels. Nous avons poursuivi cette première étude en effectuant un séquençage d’exomes chez des cas additionnels de survivants de MSC provenant, à la fois, du Canada (CASPER), de France et des Pays-Bas. Un total de 589 survivants de MSC, comprenant les 228 cas de la première étude, ont été inclus dans cette deuxième étude. Nous avons rapporté un taux de variants pathogéniques de 11,5% et un enrichissement significatif des variants rares dans le gène RYR2 observés chez les cas comparés aux contrôles de gnomAD (P=0.003). Ensuite, dans une étude rétrospective reflétant la réalité de la clinique en génétique cardiovasculaire et se basant sur 2062 probands suspectés d’être atteints de cardiomyopathies et d’arythmies héréditaires et vus au CGC de l’ICM, nous avons identifié un taux diagnostic global de l’analyse génétique de 24%. Plus précisément, nous avons identifié des taux diagnostics par condition spécifique allant de 6% pour les syndromes de mort subite cardiaque à 42% pour les cardiomyopathies. L’analyse génétique a démontré une implication clinique chez 8% des cas et ce au-delà du dépistage familial, incluant des changements de diagnostic et un raffinement du diagnostic avec un impact sur le suivi clinique. L’un des facteurs prédictifs d’une analyse génétique positive se résume en une histoire familiale positive pour la condition cardiaque testée (OR=3.1, P<2.2x10-16) et la MSC (OR=1.5, P=0.00023). Par ailleurs, nous avons identifié plusieurs variants récurrents (fondateurs) chez le sous-groupe de probands avec descendance Canadienne-Française, incluant trois variants causaux dans des gènes sarcomériques identifiés chez 76/589 (13%) des Canadiens-Français diagnostiqués avec une cardiomyopathie hypertrophique. Lorsque nous avons comparé la fréquence allélique des variants récurrents chez nos cas à celles présentes dans CARTaGENE, un total de 9 variants (17%) ont été reclassifiés, à savoir trois variants sont passés de variants de signification incertaine (VUS) à probablement pathogénique, un de probablement pathogénique à pathogénique et quatre variants de probablement pathogénique et pathogénique à VUS. Finalement, nous avons décrit un cas familial de cardiomyopathie arythmogène avec une prédominance de l’atteinte du ventricule gauche causé par un variant faux-sens jamais publié dans le gène DSP (p.Glu293Lys). Nous avons effectué une revue de littérature systématique des variants faux-sens dans le gène DSP suivi d’une analyse cas-contrôle en utilisant les bases de données publiques. Nous avons identifié une région mutationnelle dans le domaine de répétition de spectrine (« Spectrine repeat domain » – SRD) du gène DSP avec un enrichissement significatif des variants chez les cas comparés aux contrôles (P=0.004). Discussion/conclusion: La présente thèse met en lumière l’importance des tests génétiques chez les survivants de MSC et chez les cas avec suspicion de cardiomyopathies et arythmies héréditaires pour confirmer le diagnostic, guider le suivi des patients en plus de permettre le dépistage familial en cascade. Les analyses cas-contrôles ont permis de démontrer l’importance du rôle du gène RYR2 chez les arrêts cardiaques associés soit à la tachycardie ventriculaire polymorphique catécholaminergique (TVPC) ou au tout nouveau syndrome déficitaire du relâchement du calcium (SDRC). Comme nous l’avons démontré avec notre population principalement Canadienne-Française, il est important d’utiliser une cohorte de contrôle appariée à la population étudiée pour améliorer l’interprétation des variants génétiques en génétique cardiovasculaire. / Introduction: Every year, approximately 30,000 Canadians die suddenly due to structural or electrical heart disease, and 5% of these deaths remain unexplained. A major risk factor of cardiac arrest caused by ventricular fibrillation (VF) is genetic predisposition, the molecular bases of which remain to be better understood particularly in cases with unexplained cardiac arrest (UCA). The clinical impact of genetic testing in hereditary cardiomyopathies and arrhythmias, other than familial screening, remains unclear. In recent years, the availability of public databases of genetic variation across populations have improved our ability to better interpret genetic variants. For specific populations that are less well represented in such databases, including the French Canadian population, interpretation of genetic variants remains imperfect. The utility of population-specific data in French Canadians to aid interpretation of cardiovascular genetic testing remains to be established. Hypotheses: 1) Genetic testing in patients with suspected arrhythmia and cardiomyopathy and in survivors of UCA using virtual gene panels provides clinically useful diagnostic and prognostic information, in addition to guiding family screening. 2) The use of French Canadian specific genetic variation databases assists in variant interpretation in the clinical cardiovascular genetics setting. Aims: The main goal of this research project is to improve our knowledge about genetic factors involved in UCA using next generation sequencing techniques (Whole Exome Sequencing – WES) and to evaluate the clinical impact of a systematic genetic test in this population. We also intend to evaluate the clinical utility of genetic testing and to assess the impact of recurrent variants in the French-Canadian population. Methods: In a first set of studies, we assessed the clinical impact of systematic genetic testing, we performed systematic WES in UCA survivors in a large international cohort including the Canadian Cardiac Arrest Survivors with Preserved Ejection fraction Registry (CASPER). We reported the yield of genetic testing and systematically assessed its diagnostic utility. We performed case-control association analyses using publicly available control data from the Genome Aggregation Database (gnomAD) and the Rare Variant Exome CALIBration using External Repositories (RV-EXCALIBER) pipeline to establish the ryanodine receptor 2 gene (RYR2) as an important contributor to UCA. Next, we evaluated the diagnostic yield and clinical utility of genetic testing in patients with suspected inherited cardiomyopathies and arrhythmia in probands seen at the Montreal Heart Institute Cardiovascular Genetic Center from 2006 to 2020. Using this latter case dataset and recent sequencing data from the Quebec CARTaGENE cohort study, we compared allele frequencies of recurrent genetic variants found in cases vs. controls to explore the pathogenicity of such variants and their overall contribution to inherited cardiomyopathies in French-Canadians. Last, we further described a French-Canadian family affected by arrhythmogenic left ventricular cardiomyopathy due to a missense variant in the desmoplakin gene (DSP) and performed domain-specific case-control analyses in to identify a mutational hotspot in DSP. Results: A first study on genetics of UCA based on CASPER cohort included 228 UCA survivors and demonstrated a yield of systematic genetic testing of 10%. Importantly, systematic genetic testing increased the proportion of 'explained' cases from 9% only following advanced phenotyping to 18% when combining phenotyping with genetic testing. Of the 23 carriers, 13 (57%) were found with pathogenic variants associated with cardiomyopathy without a diagnosis of cardiomyopathy, highlighting the arrhythmogenic potential of cardiomyopathy gene variants even in the absence of diagnostic cardiac structural changes. We followed-up on this initial study and performed WES analyses in additional UCA cases from Canada, France and the Netherlands for a total of 589 UCA survivors from Europe and CASPER, reporting a yield of 11.5%, with a significant enrichment of rare variants in the RYR2 gene observed in cases vs. gnomAD controls (P=0.003). Next, in a retrospective real-life study of genetic testing in 2062 probands with arrhythmia or cardiomyopathy seen at the Montreal Heart Institute, we have identified a pathogenic or likely pathogenic variant in 490 (24%) globally, with indication-specific genetic testing yields ranging from 6% in sudden unexplained death to 42% in cardiomyopathies. Genetic testing had clinical implications beyond family screening in up to 8% of cases, including diagnostic changes, diagnostic refinement and implications on clinical management. Predictors of a positive genetic test include a positive family history of the condition (OR=3.1, P<2.2x10-16) and of sudden cardiac death (OR=1.5, P=0.00023). We identified several recurrent (founder) variants in the subset of probands of French Canadian ancestry, including 3 sarcomeric gene variants identified in 76/589 (13%) French Canadian probands with hypertrophic cardiomyopathy. When comparing the allele frequency of recurrent variants in our case cohort with those in CARTaGENE, 9 variants (17%) were re-classified: 3 variants of uncertain significance (VUS) reclassified to likely pathogenic, 1 likely pathogenic to pathogenic and 4 pathogenic/likely pathogenic to VUS. Last, we described a family with arrhythmogenic left ventricular cardiomyopathy caused by a previously unpublished missense variant in DSP (p.Glu293Lys). We performed a systematic review of the literature of missense variants in DSP followed by a case-control analysis using public databases and identified a mutational hotspot in the spectrin repeat domain of DSP with significant enrichment of variants in cases vs. controls (P=0.004). Discussion/conclusion: The present thesis highlights the importance of genetic testing in UCA survivors and in suspected cardiomyopathies and heritable arrhythmias to confirm diagnoses, guide patient management in addition to facilitating family screening. Case-control analyses highlight the important role of RYR2 in cardiac arrest linked to either catecholaminergic polymorphic ventricular tachycardia (CPVT) or the newly described Calcium release deficiency syndrome (CRDS). As exemplified by our predominantly French-Canadian population, we demonstrate the importance of the use of a proper population-matched control cohort to improve genetic variant interpretation in the clinical setting. Overall, our work highlights the mounting and crucial role of genetic testing in clinical arrhythmia and cardiomyopathy, whose impact on improving care of patients necessitates advanced multidisciplinary expertise, such as in specialized cardiogenetic clinics.