Variabilité glycémique : exploration in vitro des fonctions cellulaires et mitochondriales sur la lignée de cardiomyocyte HL-1

Glycemic variability : in vitro exploration of mitochondrial and cellular functions on HL-1 cardiomyocyte cell line

• Auteur / Autrice : Patrick Mordel
• Direction : Stéphane Allouche
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moleculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance le 18/12/2017
• Etablissement(s) : Normandie
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Normande de biologie intégrative, santé, environnement (Mont-Saint-Aignan, Seine-Maritime)
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation : Université de Caen Normandie (1971-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Signalisation, électrophysiologie et imagerie des lésions d’ischémie-reperfusion myocardique (Caen ; 2012-2021)
• Jury : Président / Présidente : Romain Guinamard
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Stéphane Allouche, Pascal Reynier, Marie-Christine Vantyghem
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Pascal Reynier, Marie-Christine Vantyghem

Mots clés

Mots clés contrôlés

Anoxie

Cardiomyocytes

Mitochondries

Hyperglycémie

Hypoglycémie

Mots clés libres

Variabilité glycémique

Hypoxie

Glycemic variability

Mitochondria

Hypoxia

Résumé

Le diabète est associé à une augmentation de risque de maladie cardiovasculaire et une dérégulation du métabolisme. Il a été suggéré que la variabilité glycémique (VG) pouvait avoir un rôle dans le développement des complications du diabète. Afin d’étudier et de caractériser les dysfonctions induites par la VG, nous avons mis au point un modèle in vitro mimant la VG sur la lignée de cardiomyocytes HL-1. Nous avons ainsi développé un traitement de 12 heures, mimant hypoglycémie, normoglycémie, hyperglycémie et VG. L’étude de la signalisation cellulaire ne nous a pas permis de montrer un rôle délétère de la VG. Nous avons toutefois mis en évidence que la VG participait à des dysfonctions mitochondriales. En effet en situation de fluctuations en glucose, les mitochondries des cellules HL-1 présentent une augmentation de leur potentiel de membrane, ainsi qu’une augmentation de la production d’anions superoxydes. Bien que nous n’ayons pas réussi à montrer de perturbation de la chaîne respiratoire après 12 heures d’exposition, nous avons pu montrer que 72 heures d’exposition provoquaient une baisse de la respiration mitochondriale. Nous avons enfin étudié l’impact des fluctuations en glucose sur la susceptibilité au développement de lésions d’hypoxie, et avons montré que les lésions sont majorées après 36 heures d’hypoxie en cas d’exposition à des fluctuations en glucose. Nos résultats montrent un rôle délétère de la VG, néanmoins des expériences complémentaires sont nécessaires afin de caractériser de manière plus précise les mécanismes impliqués.

Diabetes mellitus is associated with higher risk of cardiovascular disease and metabolism dysregulation. Glycemic variability (GV) has been suggested as a risk factor in diabetic complication. In order to characterize dysfunctions induced by GV, we developed an in vitro model that transpose GV on the cardiac cell line HL-1. We exposed our cells to a treatment of 12 hours miming hypoglycemia, normoglycemia, hyperglycemia and GV. The exploration of signaling pathways didn’t allow us to show a deleterious effect of glucose fluctuation. However we were able to point mitochondrial alteration under glucose fluctuation. HL-1 cells mitochondria exhibit a higher membrane potential and an increase of superoxide anion production. Although we didn’t show any alteration in mitochondrial respiration after 12 hours of exposition, we showed that after 72 hours of glucose fluctuation, HL-1 cells showed a decrease in mitochondrial respiration. We finally studied the impact of glucose fluctuation on the susceptibility to develop hypoxic injuries. We showed that after 36 hours of hypoxia, injuries were higher for cells exposed to glucose fluctuation. Our results indicate a deleterious effect of GV, but additional experiments are needed to better characterize the mechanisms.