Thèse Médecine Paris, 1869, n°108.

Reproduction de : Thèse d'exercice : Médecine. Médecine générale : Nantes : 2008. / Bibliogr.

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).

Thèse doctorat : Génie Biologique et Médical : Villeurbanne, INSA : 1997. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. p. 206-213.

Reproduction de : Thèse de doctorat : Médecine. Génétique moléculaire : Nantes : 2008. / Bibliogr.

More than 50% of newborns death is due to the sudden infant death syndrome (SIDS). Exposure to cigarette smoke represents the highest risk factor for SIDS. Cardiac bradycardias are observed in most cases of SIDS. The cardiac conduction system is molded by a resorptive degeneration process (apoptosis). Nicotine is known to possess anti-apoptotic effects. Therefore, we hypothesized that nicotine disrupts the maturation of the sinoatrial (SAN) and auriculoventricular (AVN) nodes, which in return can cause arrhythmias leading to SIDS. Methods: Osmotic pumps delivering nicotine were subcutaneously implanted in pregnant rabbits at their second week of pregnancy. We then characterized the level of apoptosis in SAN of newborn rabbits exposed or not to nicotine in utero. Moreover, we did immunofluorescence to localize the sodium channels (Na[subscript v]s) within the SAN. Then, using quantitative PCR, we quantified the expression of Na[subscript v]s in the atria and ventricles of the newborn rabbits' hearts at 0, 7, 14 and 30 days postnatal. Finally, we looked at the effect of isoproterenol on the cardiac sodium channels in rabbits exposed or not to nicotine. Results: Nicotine decreased apoptosis at 7 days postnatal, thus preventing the early development of SAN. At 14 and 30 days when serum nicotine levels dropped to 0 ng/ml, apoptosis reached levels similar to unexposed rabbit hearts at 7 days. Nicotine increased the expression pattern of SCN1A and SCN5A in the right atria of control newborn rabbits. Therefore, at 0 day PN, we observed an increase in the expression of SCN1A, SCN4A and SCN5A of respectively 3, 2 and 15 times. At 7 days PN, I observe an increase of expression of 7, 30 and 64 times for SCN1A, SCN4A and SCN5A respectively. At 14 days PN, I notice an increase in the expression of SCN1A, SCN4A and SCN5A of respectively 2, 3 and 7 times. At 30 days PN, I note an increase of expression of SCN5A by 44 times when exposed to nicotine. Finally, I observe that nicotine removes the effect of isoproterenol on the amplitude of cardiac sodium channels. Conclusion: In conclusion, our study demonstrates that nicotine disturbed the resorptive degeneration process and delays the development of the SAN and regionally perturbed expression of SCN1A, SCN4A and SCN5A. These changes can help explain the conduction disturbances observed in SIDS.

Reproduction de : Thèse d'exercice : Médecine. Médecine générale : Nantes : 2008. / Bibliogr.

Les chémoréflexes laryngés (CRL) sont un ensemble de réflexes déclenchés par la présence de liquide sur le larynx entraînant, chez l'être mature, la toux, la déglutition et la fermeture laryngée, afin de protéger les voies aériennes inférieures contre l'aspiration. Dans certaines conditions, ce réflexe peut mener plutôt à une réponse inhibitrice exagérée entraînant des apnées prolongées et des bradycardies. Ce genre de réponse aux CRL a été associé au syndrome de mort subite du nourrisson. La laryngite associée au reflux gastrique (laryngite de reflux (LR)) serait une des conditions prédisposant à des CRL associés à une réponse délétère. HYPOTHÈSE : Le but de cette maîtrise consistait à développer un modèle de LR chez l'agneau nouveau-né de manière à étudier l'hypothèse que la LR accentue la composante cardio-respiratoire des CRL dans la période néonatale. METHODES : Un liquide similaire au liquide gastrique (HCl+pepsine à pH=2) (groupe LR n=6) ou du salin (groupe Contrôle n=6) a été injecté de manière répétée (3 fois par jour, pendant 6 jours) à des agneaux nouveau-nés, via un cathéter rétrograde provenant de l'oesophage et dont l'extrémité était située à la portion postérieure du larynx, de manière à reproduire une laryngite de reflux chez le groupe LR. Des CRL ont par la suite été provoqués durant le sommeil à l'aide de 4 solutions différentes (lait, eau distillée, HC1 (pH=2) et salin) chez les deux groupes d'agneaux. Des enregistrements polysomnographiques ont été obtenus de manière à enregistrer les phases de sommeil (EEG), les mouvements oculaires (EOG), la fermeture du larynx (EMG du muscle thyroarythénonidien), les mouvements respiratoires (flux nasal et mouvements thoraciques), la pression artérielle (canule artérielle) et la fréquence cardiaque (ECG) chez les agneaux non sédationnés. RÉSULTATS : Les agneaux du groupe LR ont présenté les caractéristiques cliniques et histologiques d'une LR modérée, tel qu'observé en clinique chez certains nouveau-nés. La LR a mené à une inhibition respiratoire significativement plus importante que chez le groupe Contrôle incluant la fréquence respiratoire minimale (p= 0,002), la durée d'apnée (p=0,01) et la désaturation en oxygène (p= 0,03) obtenues suite aux CRL. Le groupe LR a présenté des mécanismes de protection des voies aériennes accentués incluant la toux (p=0,08) et la fermeture laryngée (p= 0,1). Ces mécanismes ont été parfois associés à des réponses exagérées menant à des apnées prolongées et des désaturations majeures (SpO 2 < 60 %). Aucune différence n'a été démontrée au niveau des paramètres cardiaques. CONCLUSION : Ce modèle de LR a permis de démontrer que la LR augmente l'inhibition respiratoire secondaire aux CRL et peut parfois mener à des événements majeurs. Ce nouveau modèle unique permettra d'étudier les effets de la laryngite de reflux sur d'autres fonctions laryngées telles les déglutitions non nutritives, ainsi que chez des agneaux prématurés ou exposés à la fumée de cigarette.

Le ventricule droit (VD) possède une embryogénèse, une géométrie et despropriétés biomécaniques différentes du ventricule gauche (VG). L’infundibulum pulmonaire(RVOT) est une origine fréquente d’arythmies dans le VD sain ou pathologique. La tétralogiede Fallot (TOF) est la cardiopathie congénitale cyanogène la plus fréquente et est associée àune dysfonction du VD. Si la correction chirurgicale a augmenté l’espérance de vie despatients TOF, à l’âge adulte les séquelles chirurgicales du VD et RVOT conduisent souvent àune insuffisance cardiaque, des arythmies voire la mort subite cardiaque. Les objectifs decette thèse sont de : (i) définir les propriétés électrophysiologiques et structurelles du VDsain chez le cochon et (ii) caractériser le remodelage arythmogène des ventricules dans unmodèle porcin de réparation de TOF (rTOF). Nous avons démontré la présence d’unehétérogénéité de repolarisation et de conduction dans le VD sain en lien avec un profild’expression spécifique des canaux ioniques dans le RVOT sub-épicardique. Une approchehistologique a également permis de mettre en évidence une structure tissulaire spécifique auRVOT contribuant au ralentissement de l’activation de cette région. Les coeurs des cochonsrTOF témoignent d’un remodelage électrophysiologique et structurel pro-arythmique du VDcaractérisé par une dispersion de la repolarisation, et un ralentissement de la conductioncorrélé à un remodelage moléculaire et structurel. Nous décrivons également la présenced’un remodelage arythmogène distinct dans le VG rTOF sur le plan électrique et structurelsans modification des propriétés hémodynamiques. En conclusion, ces travaux révèlent laprésence de substrats arythmogènes du VD sain et un profond remodelage pro-arythmiquedans les ventricules rTOF. / The right ventricle (RV) has different embryologic history, geometry andbiomechanics properties compared to the left ventricle (LV). The right ventricular outflow tract(RVOT) is a common arrhythmia origin in the healthy or pathological RV. Tetralogy of Fallot(TOF) is the most frequent cyanotic congenital heart disease and is associated with RVdysfunction. Surgical correction has significantly increased patient’s life expectancy butsurgical lesions often lead to heart failure, arrhythmias even sudden cardiac death inadulthood. The aims of this work are to: (i) define RVOT electrophysiological and structuralproperties in the healthy pig and (ii) characterize a potential arrhythmogenic remodeling inboth ventricles in a porcine model mimicking repaired TOF (rTOF). We showed the presenceof repolarization and conduction heterogeneities in the healthy RV in relation to a specific ionchannel expression profile in the RVOT epicardium. Moreover, an histological approachhighlighted the presence of a specific tissue structure likely to contribute to the slowconduction observed in this region. A pro-arrhythmic electrophysiological and structuralremodeling was found in the RV of rTOF pigs. This remodeling was characterized by anincreased dispersion of repolarization and slower conduction properties which were linked toa molecular and structural remodeling. Interestingly, we also described a distinct electricaland structural arrhythmogenic remodeling in the rTOF LV in the absence of hemodynamicalteration. To conclude, this work revealed the presence of an arrhythmogenic substratewithin the healthy RV and a profound arrhythmogenic remodeling of both ventricles in rTOF.

La mort subite est un problème majeur de santé publique. Plus de 75% des morts subites sont d'origine coronaire et la mort subite est le principal mode de décès des infarctus du myocarde (IDM). Une analyse des similitudes et associations entre les deux est nécessaire. Les IDM survenant en heures non ouvrables ont une mortalité accrue. Par une analyse des données du registre francilien du Centre d'Expertise Mort Subite, nous avons constaté une surmortalité en dehors des heures ouvrables suite à une prise en charge initiale moins optimale, la prise en charge médicalisée n’étant pas influencée par l'horaire. Il devient clair que les efforts devraient se focaliser sur la prise en charge très précoce de la mort subite pour améliorer son pronostic.La deuxième partie a visé à identifier, parmi les IDM, ceux à risque de mort subite préhospitalière, afin d’anticiper sa survenue. A partir du registre e-MUST des IDM en Ile-de-France, nous avons identifié 5 facteurs associés à un risque accru de mort subite pré-hospitalière (âge jeune, absence de diabète et d'obésité, dyspnée, délai court entre le début de douleur et l'appel des secours). Nous avons ainsi créé et validé en interne et externe, un score de risque de mort subite. / It becomes clear that efforts should focus on early SCA management. The second part therefore aimed on identifying, among STEMI patients, those at risk of pre-hospital SCA, to plan early SCA management before it occurs. In the e-MUST registry for STEMI in the Greater Paris Area, we identified 5 simple predictors of pre-hospital SCA (young age, absence of obesity, absence of diabetes mellitus, shortness of breath, and short delay between pain onset and call to emergency medical services) that we used to build an SCA prediction score that we validated internally and externally. The first minutes after SCA are the main determinants of its prognosis and should ideally be planned before its occurrence. Anticipation of SCA in STEMI, the main cause of SCA, is feasible, allowing to tailor STEMI management accordingly. Even though the generalizability of this strategy to other causes of SCA remains to be demonstrated, a promising path for decreasing SCA burden can be foreseen.