Auswahl der wissenschaftlichen Literatur zum Thema „Myocarde – Maladies – Génétique“

Objectif - Il a été démontré que le polymorphisme rs5963409 du gène codant l’Ornithine TransCarbamylase (OTC) est associé à l’hypertension et à la vasomotricité coronaire dans les populations caucasiennes. Sur la base de ces résultats, nous avonschoisi d’étudier l’association de deux polymorphismes rs5963409, localisé au niveau de la région 5’ du promoteur et rs1800321, localisé au niveau de l’exon 2, du gène OTC avec le risque de survenue d’infarctus du myocarde (IDM) et les valeurs de pressions artérielles systolique et diastolique.Population étudiée et Méthodes - Cette étude a été réalisée dans la population de l’étude ECTOR (Etude Cas Témoins sur l’Infarctus du myocarde en ORanie). La population étudiée est composée de deux groupes : 68 cas ayant survécu à un Infarctus Du Myocarde (IDM) et 67 sujets témoins ne souffrant d’aucune maladie apparente. La caractérisation génétique des deux polymorphismes a été réalisée par la technique PCR (Polymerase Chain Reaction) suivie d’une digestion enzymatique.Résultats - Les polymorphismes rs5963409 et rs1800321 ne sont pas associés ni à l’IDM ni aux variations des valeurs de pressions artérielles systolique et diastolique.Cependant, nous avons observé une interaction significative entre le polymorphisme rs5963409 et l’Indice de Masse Corporelle (IMC) sur le risque de survenue d’IDM.Conclusion - Nos résultats indiquent queles deux polymorphismes du gène de l’OTC ne sont pas associés à l’IDM dans la population Ouest-Algérienne.

Les nombreux avantages du poisson zèbre ont été utilisés pour modéliser deux maladies héréditaires: la desminopathie et la maladie veino-occlusive pulmonaire (MVOP). La desminopathie est une myopathie myofibrillaire caractérisée par la présence d’agrégats. Deux modèles, de perte et de gain de fonction ont permis de montrer l’importance à la fois de la perte de desmine fonctionnelle et de la présence d’agrégats. Les phénotypes observés incluent en particulier des défauts biomécaniques de la contraction cardiaque et de la propagation calcique myocardique. Des approches thérapeutiques, réduisant la taille des agrégats, sont proposées. Après avoir validé l’utilisation du poisson-zèbre comme modèle d’étude de l’hypertension artérielle, en vérifiant l’implication de l’élasticité de la paroi artérielle dans la régulation du flux sanguin, des modèles de MVOP, une forme rare et sévère d’hypertension pulmonaire, ont été générés et étudiés. Ils confirment la spécificité veineuse de la MVOP
The numerous advantages of zebrafish were used to study two hereditary diseases: desminopathy and pulmonary veno-occlusive disease (PVOD). Desminopathy is a myofibrillar myopathy characterized by the presence of granulofilamentous aggregates. Two models of loss and gain of function of desmin showed the implication of both loss of functional desmin and presence of desmin aggregates in desminopathy clinical manifestations. Phenotypes observed in these models include in particular a perturbation of the heart contraction biomechanics and of calcium propagation throughout the myocardium. Potential drugs, lowering the aggregate content, were proposed. After validating the use of zebrafish as a model of arterial hypertension, by verifying the implication of the elasticity of the aorta in blood flow regulation, we generated and characterized PVOD models. PVOD is a rare and severe form of pulmonary hypertension. The venous-specificity of the phenotypes observed in this pathology was confirmed

Des variants du gène FLNC ont été impliqués dans le développement de cardiomyopathies (CM), toutefois les mécanismes de physiopathologie ne sont pas entièrement élucidés. Ce travail a comporté la caractérisation génétique d’une cohorte clinique puis le développement d’un modèle cellulaire et d’un modèle Drosophile pour confirmer la pathogénicité de variants faux sens et d’évaluer les conséquences fonctionnelles des mutants FLNC. L’étude de 1150 patients atteints de CM a permis d’établir la prévalence du gène FLNC entre 1 et 8 %. De plus, les variants tronquants ont été associés préférentiellement à des CM dilatées (CMD) avec un risque rythmique accru et les variants faux sens (régionalisés dans le ROD2 de la protéine) à des CM hypertrophiques (CMH). Chez la drosophile, la perte de fonction de l’orthologue du gène FLNC (ARN interférence) a montré une dilatation cardiaque et une diminution de la fraction d’éjection chez l’adulte, associées à une désorganisation des sarcomères et du réseau d’actine. Les 3 variants faux sens sélectionnés, identifiés dans des CMH, et introduits par CRISPR/Cas9 dans des Drosophiles n’ont pas montré d’effet fonctionnel ou histologique significatif. L’étude de lignées produisant une protéine tronquée a permis d’établir que le domaine C-terminal de la filamine n’était pas requis pour la fonction cardiaque chez la Drosophile. Un clone hiPSC édité par CRISPR/Cas9 portant une délétion homozygote du site d’épissage de l’exon 42 qui aboutit à un saut en phase de l’exon a été différencié en cardiomyocytes. Les cardiomyocytes amplifiés ont permis de former des pseudo-tissus cardiaques battant dont l’analyse a montré une modification du phénotype rythmique qui correspondrait à un phénotype de CMD. En conclusion, ce travail a permis de montrer l’importance du gène FLNC dans le développement des CM et de développer 2 nouveaux modèles pour étudier les mécanismes de pathogénicité et développer des thérapeutiques ciblées
Variants of FLNC gene have been implicated in the development of cardiomyopathies (CM), however the pathophysiological mechanisms are not fully understood. This work involved the genetic characterization of a clinical cohort and then the development of a cell model and a Drosophila model to confirm the pathogenicity of missense variants and to assess the functional consequences of FLNC mutants. The study of 1150 patients with CM found the prevalence of FLNC gene to be between 1 and 8%. In addition, the truncating variants were preferentially associated with dilated CMs (DCM) with an increased rhythmic risk, and the missense variants (regionalized in the ROD2 of the protein) with hypertrophic CMs (MHC). In Drosophila, loss of function of the ortholog of FLNC gene (RNA interference) showed cardiac dilation and a decrease of the fractionnal shortening in adults, associated with disorganization of the sarcomeres and the actin network. The 3 selected missense variants, identified in MHCs, and introduced by CRISPR / Cas9 in Drosophila did not show any significant functional or histological effect. Study of lines producting a truncated protein revealed that the C-terminal domain of filamine was not required for heart function in Drosophila. A CRISPR / Cas9 edited hiPSC clone carrying a homozygous deletion of the exon 42 splice site that results in exon phase skiping was differentiated into cardiomyocytes. The amplified cardiomyocytes formed beating cardiac pseudo-tissues, and their analysis showed a change in rhythmic phenotype corresponding to DCM patients pattern. In conclusion, this work made it possible to show the importance of the FLNC gene in the development of CM and to develop 2 new complementary models to study the mechanisms of pathogenicity and develop targeted therapies

Les maladies vasculaires sont une cause majeure de morbi-mortalité. L’épaisseur intima-média et les plaques carotidiennes sont des marqueurs prédictifs puissants et indépendants de tous les évènements vasculaires. L’objectif de ce travail était d’étudier la relation de plusieurs paramètres, génétiques, nutritionnels et anthropométriques, avec l’épaisseur intima-média et les plaques carotidiennes dans l’étude des Trois Cités, portant sur un large échantillon de sujets français âgés de 65 ans ou plus, et issus de la population générale. Nous résultats suggèrent : (i) une association du polymorphisme epsilon de l’apolipoprotéine E avec les plaques carotidiennes, indépendante du métabolisme lipidique, (ii) une fréquence moindre de plaques carotidiennes chez les femmes consommant de grandes quantités de thé et (iii) une association inverse des plaques carotidiennes avec la circonférence de mollet, un marqueur anthropométrique prenant en compte la masse maigre et la masse grasse périphérique. Ces résultats contribuent à améliorer la connaissance des facteurs de risque et des facteurs protecteurs de l’athérosclérose carotidienne. Des études complémentaires sont nécessaires pour confirmer ces résultats et améliorer la compréhension des mécanismes sous-jacents

L’ataxie de Friedreich (AF) est une maladie mitochondriale caractérisée par une ataxie spinocérébelleuse et sensitive, une cardiomyopathie et un diabète. L’AF est due à un déficit en frataxine (FXN), une protéine mitochondriale impliquée dans la synthèse des centres Fe-S et l’homéostasie mitochondriale. L’atteinte cardiaque, pour laquelle il n’existe aucun traitement, est la cause principale de décès. Nous avons montré que l’injection intraveineuse d’un vecteur adéno-associé (AAV) rh10 exprimant la FXN humaine prévient le développement de la cardiomyopathie d’un modèle souris de l’AF mais aussi que l’injection du vecteur à des animaux en insuffisance cardiaque permet la correction complète et rapide du phénotype cardiaque. Ces résultats démontrent la capacité des cardiomyocytes défectueux présentant un défaut bioénergétique à être rapidement corrigés. Nous avons ainsi établi la preuve de concept qu’un traitement par thérapie génique est une approche thérapeutique pertinente pour l’AF
Friedreich ataxia (FRDA) is a mitochondrial disease with neurodegeneration, hypertrophic cardiomyopathy and diabetes. FRDA is caused by reduced level of frataxine (FXN), an essential mitochondrial protein involved in iron-sulfur cluster biogenesis and mitochondrial homeostasis. Cardiac failure is the most common cause of mortality in FRDA. To date, no treatment exists for FRDA cardiomyopathy. During my PhD, we showed that an adeno-associated vector (AAV) rh10 expressing human FXN injected intravenously not only prevented the onset of the cardiac disease in a faithful FRDA cardiac mouse model, but also, when administered in animals with cardiac failure, reversed rapidly and completely cardiac remodeling and insufficiency. Our results demonstrate the capacity of defective cardiomyocytes with severe energy failure and ultrastructure disorganization to be rapidly corrected and remodeled by gene therapy. Thus, we showed that gene therapy may be a relevant therapeutical approach for FRDA

L'insuffisance cardiaque est l'une des causes les plus courantes de morbidité et de mortalité dans les pays occidentaux et son incidence augmente dans les pays en développement. Une carence en folates et en vitamine B12 (cobalamine) au cours de la gestation et de l'allaitement entraîne un effet de programmation fœtale avec une cardiomyopathie métabolique liée à une diminution de la synthèse de méthionine et à une altération de la réméthylation de l'homocystéine. Les défauts génétiques du métabolisme de la cobalamine, y compris la CblG causée par des mutations du gène MTR, qui code pour la méthionine synthase (qui catalyse la reméthylation de l'homocystéine dépendante de la vitamine B12 en méthionine), et CblC causée par des mutations du gène MMACHC provoquent une décompensation cardiométabolique chez les nourrissons. Cependant, les conséquences cardiaques et les mécanismes sous-jacents à ce processus chez l'adulte sont inconnus. Le but de ce projet de doctorat consistait à étudier les conséquences fonctionnelles, métaboliques et moléculaires cardiaques de l'inhibition de la synthèse de la méthionine dans un modèle murin transgénique d'invalidation constitutive du gène Mtr par spécificité cardiaque et invalidation systémique du gène MMACHC. Nous avons constaté que l'invalidation sélective de Mtr dans le cœur produisait une cardiomyopathie avec insuffisance cardiaque, une hypertrophie du myocarde et un dysfonctionnement systolique chez les jeunes souris adultes. Au niveau tissulaire et moléculaire, la cardiomyopathie observée était liée à une altération du métabolisme énergétique avec perturbation de l'oxydation des acides gras et de la phosphorylation oxydative, au stress cellulaire et au remodelage cardiaque avec fibrose. Un métabolisme énergétique altéré, il était lié à une diminution de l'expression de Sirt3. La mauvaise localisation et la séquestration nucléaire de hnRNPA1 pourraient expliquer une partie des modifications de l'expression des gènes et des protéines. Ces résultats suggèrent un mécanisme de cardiomyopathie chez jeunes adultes CblG
Heart failure is one of the most common causes of morbidity and mortality in Western countries and its incidence is increasing in developing countries. Deficiency in folates and vitamin B12 (cobalamin) during gestation and lactation causes a fetal programming effect with metabolic cardiomyopathy related to decreased synthesis of methionine and impaired remethylation (RM) of homocysteine. Inborn errors of cobalamin metabolism, including CblG caused by mutations of MTR gene, which encodes methionine synthase (that catalyzes vitamin B12 dependent remethylation of homocysteine to methionine), and CblC caused by mutations of MMACHC gene cause cardiometabolic decompensation in infants. However, cardiac consequences and mechanisms underlying this process in adults are unknown. The aim of this Ph.D. project was to investigate the cardiac functional, metabolic and molecular consequences of the inhibition of methionine synthesis in transgenic mouse model of constitutive cardiac specific invalidation of Mtr gene and systemic invalidation of MMACHC gene. We found that the selective Mtr invalidation in the heart produces cardiomyopathy with heart failure, myocardium hypertrophy and systolic dysfunction in young adult mice. At the tissue and molecular levels, the observed cardiomyopathy was related to impaired energy metabolism with disruption of fatty acid oxidation and oxidative phosphorylation, cellular stress and cardiac remodeling with fibrosis. Impaired energy metabolism was linked to decreased expression of Sirt3. The mislocalization and nuclear sequestration of hnRNPA1 could explain part of the expression changes of genes and proteins. These findings suggest a further need to evaluate whether CblG could be a new genetic cause of primary heart failure in adult patients

L’ataxie de Friedreich (AF) est une maladie neurodégénérative récessive due à un déficit en frataxine, une protéine mitochondriale très conservée. Elle est souvent associée à une atteinte cardiaque. Le déficit en frataxine est responsable d’une diminution de l’activité des enzymes Fe-Set d’une accumulation mitochondriale de fer. Les cellules pluripotentes induites (iPS) générées par reprogrammation de cellules somatiques constituent un outil puissant pour le développement de modèles de maladies monogéniques. Les cardiomyocytes obtenus par différenciation des iPS de patients AF développent une atteinte mitochondriale après 1 mois en culture. Celle-ci se complète par l’apparition secondaire de dépôts de fer, visibles après 4 mois en culture, indiquant une progression dans la physiopathologie de la maladie. Notre étude montre la capacité de ces cardiomyocytes à modéliser le phénotype cardiaque de l’AF, offrant ainsi l’opportunité d’approfondir leur caractérisation physiopathologique
Friedreich’s ataxia (FA) is a recessive neurodegenerative disorder due to a deficit of frataxin, a highly conserved mitochondrial protein. It is commonly associated with a hypertrophic cardiomyopathy. The main pathophysiological consequences are a decrease of Fe-S enzyme activities and mitochondrial iron accumulation. The recent technical advances in the generation of induced pluripotent stem cells (iPS) from somatic cells provide a powerful tool to create disease specific cellular models. Cardiomyocytes derived from FA-iPS present altered mitochondria after 1 month in culture. After four months in culture, iron deposits can be found in degenerating mitochondria, indicating a progression in the pathophysiology of the disease. Our study illustrates the ability of iPS-derived cardiomyocytes to model the cardiac phenotype associated with FA, and offers new opportunities to further investigate pathological mechanisms linked to frataxin deficiency

Les pathologies respiratoires et cardio-respiratoires occupent la première place dans les causes de morbidité et de mortalité humaine sur l’ensemble de la planète. L’implication des virus dans ces pathologies est déterminante. Ce travail s’est focalisé sur les virus à tropisme cardio-respiratoire et dont le génome est une molécule à ADN : le bocavirus, le parvovirus B19, et l’adénovirus. Il existe une importante diversité génétique pour ces virus leur permettant d’établir des mécanisme d’évolution et de maintient dans la nature. Des méthodes de détection et de caractérisation moléculaire ont été développées pour ces virus. Elles ont permis de mettre en évidence des épidémies d’infections respiratoires à bocavirus et à adénovirus, la circulation et la diversité génétique des bocavirus et des parvovirus B19. Des facteurs virologiques, éventuellement responsables d’une évolution différente de l’infection par le parvovirus B19 dans le cadre des maladies cardiaques, ont été recherchés. L’analyse de la variabilité du parvovirus B19 inter- et intra- patient montre qu’il n’y a pas de marqueur moléculaire au sein de son génome
Respiratory and cardio-respiratory pathologies occupy the first place among the causes of morbidity and mortality throughout the world. The involvement of viruses in these pathologies is determining. This thesis focuses on viruses with cardio-respiratory tropisms, whose genome is a DNA molecule: the bocavirus, the B19 parvovirus, and the adenovirus. The important genetic diversity of these viruses allows them to establish evolution and maintenance mechanisms in the nature. Methods of detection and molecular characterization have been developed for these viruses. These methods have put into relief epidemics of respiratory infections with bocavirus and adenovirus, as well as the circulation and genetic diversity of bocaviruses and B19 parvoviruses. Virological factors, likely to be responsible for a different evolution of a B19 parvovirus infection in cardiac diseases, have been researched. The inter- and intra-patient B19 parvovirus variability analysis reveals that there is no molecular marker within its genome

La maladie de Chagas est une maladie parasitaire causée par le protozoaire Trypanosoma cruzi et transmise par des insectes hématophages . Elle est composée de 2 phases : la phase aiguë et la phase chronique. Parmi les individus infectés, 30 % développent la forme chronique de la maladie. Les patients présentent des atteintes cardiaques, digestives (œsophage, côlon) et cardiodigestives. Notre étude a été focalisée sur les patients atteints de cardiomyopathie chagasique (CCC). Notre objectif est d’identifier des gènes de susceptibilité pouvant être impliqués dans le développement des formes chroniques. Notre étude a permis de mettre en évidence une variation d’expression de certains gènes entre les CCC et les contrôles. Nous nous sommes également intéressés aux processus épigénétiques pouvant réguler l’expression des gènes. Une étude de la méthylation de l’ADN croisée avec l’étude du transcriptome nous ont permis d’identifier des gènes présentant à la fois des variations d’expression et de méthylation. Pour certains de ces gènes, nous avons démontré que la méthylation est responsable de la variation d’expression observée. Enfin, nous avons étudié un ARN long non-codant, MIAT. Nous avons démontré qu’il est surexprimé chez les CCC par rapport aux contrôles et dans un modèle murin infecté par T. cruzi. De plus, l’analyse de l’expression de micro-ARNs couplée à une analyse de transcriptome nous a permis d'identifier plusieurs micro-ARNs indispensables à la régulation de l’expression des gènes. Enfin, une étude protéomique nous a permis de mettre en évidence une augmentation de la production de protéine pour certains gènes, en lien avec l’augmentation de l’expression observée
Chagas disease is a parasitic disease caused by the protozoan Trypanosoma cruzi and transmitted by the hematophagous insects. The disease is composed by acute and chronic phases. Among the infected individuals, 30 % develop chronic form. They suffer from heart, digestive (esophagus, colon) and cardiodigestives injury. Our study was focused on patients with dilated chagasic cardiomyopathy (CCC). Our goal is to identify susceptibility genes that may be involved in the development of chronic forms. Our study revealed a variation in the expression of certain genes between CCC group and controls. We are also interested in epigenetic processes that can regulate the expression of genes. A study of the DNA methylation crossed with the transcriptome allowed us to identify genes presenting both variations in expression and methylation. For some of these genes we demonstrated that methylation is responsible for the expression variation observed. Finally, we studied a long non-coding RNA called MIAT. Our study demonstrated that it is overexpressed in CCC compared to controls and in a murine model infected by T. cruzi. Furthermore, the analysis of the expression of micro-RNAs crossed with transcriptome analysis allowed us to identify several micro-RNAs whose functions are essential in the regulation of gene expression. Finally, a proteomic study allowed us to demonstrate an increase in the production of protein for certain genes, correlated with the increase in expression levels observed

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.