Étude des propriétés et de l'impact fonctionnel de canaux potassiques dans les fibroblastes cardiaques

par Najate Benamer

Thèse de doctorat en Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie

Sous la direction de Jean-François Faivre.

Soutenue en 2009

à Poitiers .


  • Résumé

    Dans le coeur, les fibroblastes représentent la population cellulaire majoritaire en nombre. Ces dernières années, des études ont révélé un rôle important de ces cellules dans le fonctionnement normal et pathologique du coeur. Les fibroblastes sont physiologiquement la source de nombreux facteurs autocrines et paracrines. Ils sont également à la base du renouvellement de la matrice extra-cellulaire (MEC). En réponse à un stress pathologique, ils peuvent subir un processus de différenciation en myofibroblastes et une altération de leurs propriétés et de leur fonction à l'origine d'un dysfonctionnement cardiaque. Bien que les fibroblastes soient considérés comme des cellules non excitables, des études ont révélé ces dernières années l'expression fonctionnelle de différents canaux ioniques sur leur membrane. L'objectif de ma thèse a été d'une part de caractériser au niveau moléculaire et fonctionnel de nouvelles conductances dans les fibroblastes cardiaques et d'autre part d'évaluer leur impact sur les propriétés fonctionnelles de ces cellules. Un criblage par PCR à haut rendement a permis de révéler l'expression d'un ensemble de gènes codant des sous-unités canalaires dans les fibroblastes cardiaques. Parmi ces gènes, ceux codant les sous-unités SUR2 et Kir6. 1 ont le niveau d'expression le plus élevé. L'association des unités SUR2 et Kir6. 1 étant connue pour former un canal potassique, nous avons focalisé notre intérêt sur ces deux sous-unités. Des analyses par western-blot ont montré une augmentation progressive de l'expression des unités SUR2 et Kir6. 1 au cours de la différenciation des fibroblastes en myofibroblastes. Des enregistrements en patch-clamp en configuration « inside-out » ont révélé l'activité d'un canal potassique, insensible à l’ATP mais inhibé par le glibenclamide et activé par l'UDP et le pinacidil. Ce canal possède des caractéristiques similaires au canal de type SUR2/Kir6. 1 décrit pour la première fois par Yamada et collaborateurs en 1997. Au niveau macroscopique des enregistrements en patchclamp en cellule entière ont permis de mettre en évidence la fonctionnalité d'un courant potassique activé par le pinacidil et sensible au glibenclamide. De plus l'expression fonctionnelle de ce courant est concomitante avec l'expression protéique des sous-unités SUR2 et Kir6. 1. La sphingosine-1-phosphate (S1P), un sphingolipide fortement sécrété en condition pathologique est également capable d'activer cette conductance par l'intermédiaire du récepteur de type 3 à la S1P (S1P3) et ce à des concentrations de l'ordre du nM. L'activation du canal SUR2/Kir6. 1 par le pinacidil ou par la S1P est capable de stimuler la prolifération et de diminuer la sécrétion d’IL-6 et de collagène. En revanche la S1P est également capable de stimuler la migration par l'intermédiaire du S1P3 mais indépendemment du canal SUR2/Kir6. 1. Parallèlement à ces résultats obtenus sur la souris, des expériences préliminaires suggèrent la présence de cette conductance dans des fibroblastes auriculaires humains. En conclusion, ce travail a permis de mettre en évidence pour la première fois dans les fibroblastes cardiaques une conductance potassique sensible au glibenclamide lors de la différenciation des fibroblastes en myofibroblastes et dont la modulation pourrait influer sur la physiopathologie cardiaque.

  • Titre traduit

    Molecular and functional characterization of a new potassium conductance in mouse ventricular fibroblasts


  • Résumé

    In the heart, fibroblasts represent the major cell type. They contribute to the production of the extracellular matrix. Cardiac remodelling during pathological injury is associated with differenciation of fibroblasts into myofibroblasts. The aim of this study was to characterize at molecular and functional levels a new K conductance in these cells. Among K channel transcripts which were screened by high-throughput real-time PCR, SUR2 and Kir6. 1 mRNAs were found to be the most abundant. Western-blots showed that SUR2 and Kir6. 1 protein expression levels increased with culture duration as fibroblasts differenciated into myofibroblasts. In the inside-out configuration of the patch-clamp technique, SUR2/Kir6. 1 K channels were recorded and showed insensitivity to ATP, inhibition by glibenclamide and activation by pinacidil and UDP. These properties are similar to those reported by Yamada et al (1998) for the SUR2/Kir6. 1 molecular signature. In the whole cell configuration, these channels gave rise to a macroscopic glibenclamide-sensitive current which was activated by pinacidil and which amplitude increased with culture duration. This current was also activated by the endogenous sphingolipid sphingosine-1-phosphate (S1P) at the nM concentration range. The activation of this current was found to stimulate cell proliferation and to decrease IL-6 and collagen secretion. All these functional effects occurred for culture duration greater than 5 days. In conclusion this work shows for the first time the presence of a glibenclamide-sensitive current which appears during differenciation of fibroblasts into myofibroblasts. This SUR2/Kir6. 1 current, which may be activated in pathological conditions where fibroblasts differentiate into myofibroblasts and where S1P level increases, may modulate cardiac ventricular function.

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  • Détails : 1 vol. (195 f.)
  • Annexes : Bibliogr. 260 réf.

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