Déterminants électriques et structurels de la mort subite liés au réseau de Purkinje

par Néstor Pallares Lupon

Projet de thèse en Biologie Cellulaire et Physiopathologie

Sous la direction de Richard Walton.

Thèses en préparation à Bordeaux , dans le cadre de École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Bordeaux) , en partenariat avec Marthan (laboratoire) et de Electrophysiologie Cardiaque (equipe de recherche) depuis le 30-09-2018 .


  • Résumé

    La mort subite provoque 50000 morts par an en France. La perte du control électrique du cœur, connue comme fibrillation ventriculaire, produit au cœur l'impossibilité de pomper le sang au corps. Entre 5 et 10% de patients ont aucune dysfonction structural ou électrique apparente et ces patients ne peuvent pas être traites avec des thérapies préventives comme la ablation. Le réseau de Purkinje (PN) est le responsable de la coordination de l'activation électrique ventriculaire mais il est également la source principale de sa dysfonction dans les cas pathologiques. Le complexe réseau de Purkinje, son architecture et ses points fonctionnels d'interaction avec le myocarde (PMJs : Purkinje-muscle jonctions) sont pour le moment peu connues. L'objectif de ce projet est de définir des critères qui différencient les arythmies médiées par Purkinje et celles qui ne le sont pas, grâce à une nouvelle méthode d'approches 3D multidisciplinaires et à plusieurs échelles. Le réseau de Purkinje va être caractérisé en 3D avec la micro-tomographie aux rayons X (microCT) grâce à l'imagerie des tissus cardiaques de mammifères traités avec une nouvelle technique afin d'incrémenter le contraste dans les images. Jusqu'à maintenant, les tissues mous étaient traités avec des produits de contraste afin d'incrémenter la qualité des images et la définition des microstructures, mais dans le cas des grands mammifères, comme le cochon ou l'humain, dû à la taille de son cœur, l'utilisation de ces produits de contraste produisaient une forte atténuation des rayons X et une réduction du contraste dans l'image entre l'objet et le fond. Ce problème a été résolu avec une nouvelle technique de séchage tissulaire que conserve la structure du cœur. Les perspectives futures du projet incluent des recherches sur l'influence fonctionnelle du réseau de Purkinje sur la dynamique électrique du comportement arythmique en cartographiant les ventricules à l'aide de méthodes de cartographie optique 3D haute résolution adaptées. Les protocoles précédents fourniront des informations pour un modèle numérique complet avec une architecture de Purkinje réaliste et un comportement ionique afin de créer des modèles prédictifs pour la stratification du risque d'arythmie ventriculaire.

  • Titre traduit

    Electrical and structural determinants of Purkinje-mediated sudden cardiac death


  • Résumé

    Sudden cardiac death is responsible for 50000 deaths every year in France. A loss of the electrical control of the heart, known as ventricular fibrillation leads to an inability of the heart to pump blood. Between 5 and 10 % of patients do not show any apparent electrical or structural dysfunction and therefore cannot be treated with preventative therapies, such as ablation. The Purkinje network (PN) is involved in coordinating electrical activation of the ventricles but are also a primary source of electrical dysfunction in the pathological setting. This complex network, its architecture and its sites of functional interactions with the myocardium, Purkinje-muscle junctions, are poorly understood. The objective of this project is to define criteria that differentiate Purkinje and non-Purkinje mediated arrhythmias based on a novel method of multidisciplinary and multiscale 3D approaches. The Purkinje network structure will be investigated using 3D micro computed tomography imaging of cardiac tissue prepared using novel techniques to improve image contrast in large mammalian samples. Until now, the soft cardiac tissue was typically pre-treated with a contrast product to improve image definition of cardiac micro-structure. However, large sample sizes of pig or human hearts present a greater attenuation path length for X-rays and reduced contrast from the image background. This was resolved by a new tissue treatment technique air-drying the samples while conserving tissue structure. Future perspectives within the course of the project include investigations of the functional influence of the Purkinje network on electrical dynamics of arrhythmic behaviour. Determined by mapping the ventricles using adapted high resolution 3D optical mapping methods. Previous protocols will provide input for a complete numerical model with realistic Purkinje architecture and ionic behaviour to create predictive models for risk stratification of ventricular arrhythmia.