L'objectif de ce travail a été de comprendre comment les canaux ioniques sont adressés, organisés et régulés dans des domaines spécialisés de la membrane plasmique des cardiomyocytes. Parmi les partenaires des canaux, les protéines MAGUK (Membrane Associated GUanylate Kinase) sont spécialisées dans l'ancrage, l'agrégation et la formation de complexes macromoléculaires à la membrane. J'ai caractérisé pour la première fois au niveau cardiaque une de ces protéines MAGUK, la protéine CASK. CASK est localisée à la membrane latérale des cardiomyocytes et exclue des disques intercalaires, zones de conduction privilégiée dans l'axe longitudinal. À la membrane latérale, la protéine CASK est exprimée au sein du complexe costamérique dystrophine/glycoprotéines. L'inhibition de CASK entraîne l'augmentation du courant sodique INa dans les HEK293 et les myocytes cardiaques. Dans les HEK293, la microscopie à onde évanescente (TIRF) et des expériences de biotinylation ont mis en évidence que cette augmentation du courant INa est associée à une augmentation du nombre de canaux NaV1.5 à la membrane. La microscopie de conductance ionique (SICM) couplée au patch clamp en configuration cellule attachée a permis de montrer que CASK retient les canaux sodiques au niveau des crêtes et prévient leur agrégation en clusters dans les T-tubules. Enfin, l'inhibition de CASK in vivo par une stratégie reposant sur l'utilisation de virus adéno-associés (AAV) est responsable d'un allongement de la durée de dépolarisation ventriculaire et de l'apparition d'une cardiopathie dilatée. / The aim of the thesis was to understand how ion channels are addressed, organized and regulated in specialized domains of the plasma membrane of cardiac myocytes. Among these partners, the MAGUK proteins (Membrane Associated GUanylate Kinase) are specialized in anchoring, aggregation and clustering of macromolecular complexes at the plasma membrane. In particular, characterized for the first time at the level of the hearth, one of these MAGUK proteins is the CASK protein. CASK is localized at the lateral membrane of cardiomyocytes, but excluded from intercalated disks which are privilege zones of the longitudinal axial conduction. At the lateral membrane, CASK protein is expressed among the costameric dystrophin/glycoproteins complex. CASK inhibition leads to the increase in sodium current density in HEK293 cells and in cardiomyocytes. In HEK293, evanescent wave microscopy (TIRF) and biotinylation experiments pointed out that the INa increase is associated to an increase in the number of NaV1.5 channels at the plasma membrane. Scanning ion conductance microscopy (SICM) coupled to cell-attached patch-clamp has demonstrated that CASK holds together sodium channels at the crest level and prevents their aggregation into clusters in the T-tubules. Finally, inhibition of CASK, in vivo, using an adeno-associated virus strategy resulted to an increase in duration of ventricular depolarization and to the appearance of dilated cardiomyopathy.

Les maladies cardiovasculaires sont la première cause de mortalité dans le monde. Une meilleure compréhension des mécanismes physiopathologiques est nécessaire. Dans ce travail de thèse nous nous sommes intéressés à deux pathologies cardiovasculaires : l’athérosclérose et l’insuffisance cardiaque. Récemment, nous avons identifié le récepteur LRP1 et la protéine adaptatrice ShcA comme étant deux protéines impliquées dans deux de ces pathologies cardiovasculaires. Nousavons montré que ShcA joue un rôle protecteur dans l’insuffisance cardiaque. Chez les souris déficientes en ShcA au niveau cardiaque, nous observons une cardiomyopathie caractérisée par une dilatation du ventricule gauche associée à une perte de la contractilité. Nous avons montré que ShcA est essentiel à l’organisation des sarcomères et ceci très tôt durant l’embryogenèse. Dans une deuxième partie nous avons montré qu’en l’absence de PPARgamma, LRP1 était nécessaire à la calcification vasculaire en activant la voie prochondrogénique de Wnt5a. Nous avons montré que PPARgamma protège de la calcification vasculaire en induisant l’expression de Sfrp2 qui agit comme un antagoniste de Wnt5a. / Cardiovascular disease is the number one cause of death worldwide. A better understanding of the pathophysiological mechanisms is necessary. In this thesis we are focused on two cardiovascular diseases: atherosclerosis and heart failure. Recently, we identified the LRP1 receptor and the adapter protein ShcA as two proteins involved in two of these cardiovascular diseases. We have shown that ShcA exerts a protective role against heart failure. Mutant mice lacking ShcA in the heart exhibit a dilated cardiomyopathy with reduced cardiac contractility. Myocyte ultrastructure analysis shows that Shc A is essential to maintain sarcomeric intégrity in early embryonic heart development. in last part we have shown vascular calcification in the absence of PPARgamma requires expression of LRP1 in vascular smooth muscle cells. LRP1 promotes a Wnt5a-dependent prochondrogenic pathway. We show that PPARgamma protects against vascular calcification by inducing the expression of secreted frizzled-related protein-2 (Sfrp2, wich functions as a Wnt5a antagonist.