Régulation des canaux Nav1.5 cardiaques par la phosphorylation

Regulation of cardiac Nav1.5 channels by phosphorylation

• Auteur / Autrice : Maxime Lorenzini
• Direction : Céline Marionneau
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie des organismes
• Date : Soutenance le 31/10/2019
• Etablissement(s) : Nantes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Biologie-Santé (Nantes)
• Partenaire(s) de recherche : COMUE : Université Bretagne Loire (2016-2019)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : L'Unité de Recherche de l'Institut du Thorax (Nantes)
• Jury : Président / Présidente : Flavien Charpentier
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Yves Le Guennec, Jean-Sébastien Rougier

Mots clés

Mots clés contrôlés

Insuffisance cardiaque

Phosphorylation

Mots clés libres

FGF13

NAV1.5

Résumé

Les canaux Na+ dépendants du potentiel (Nav) sont des régulateurs clefs de l’excitabilité cardiaque, et tout défaut de fonctionnement ou de régulation de ces canaux, dans le contexte de pathologies cardiaques héréditaires ou acquises, augmente le risque de développer des arythmies létales. En particulier, l’insuffisance cardiaque est associée à des défauts d’expression et/ou de fonctionnement des canaux Nav, bien que l’origine de ces altérations demeure largement débattue. Des analyses phosphoprotéomiques au laboratoire ont été entreprises afin d’identifier in situ les sites de phosphorylation de la protéine Nav1.5 et de ses protéines partenaires à partir de ventricules gauches de souris contrôles (souris Sham) ou insuffisantes cardiaques après constriction de l’aorte transverse (souris TAC). Ces analyses ont permis d’identifier 41 sites de phosphorylation sur le canal Nav1.5, ainsi que 9 sites sur sa protéine partenaire FGF13 (Fibroblast Growth Factor 13). Parmi ces sites, la sérine en position 671, seule ou en combinaison avec les sérines 664 ou 667, sont plus phosphorylées chez les souris TAC, comparées aux souris Sham. Ces nouveaux résultats ont permis de développer deux objectifs de thèse. Le premier objectif a consisté à caractériser les rôles de la phosphorylation des sites du canal Nav1.5, et en particulier des sérines 671, 664 et 667, dans la régulation de l’expression et/ou du fonctionnement des canaux Nav1.5 dans les cellules HEK293. Le deuxième objectif de thèse a été d’étudier les mécanismes de régulation du canal Nav1.5 cardiaque par la phosphorylation de sa protéine partenaire FGF13. L’ensemble de ces travaux a contribué à une meilleure compréhension de la régulation et du fonctionnement du canal Nav1.5 cardiaque dans des conditions basales et pathologiques.

Voltage-gated Na+ (Nav) channels are key determinants of myocardial excitability and defects in Nav channel functioning or regulation, in the context of inherited or acquired cardiac disease, increase the risk of life-threatening arrhythmias. In particularly, heart failure is associated with defects in expression or functioning of Nav channels, although the mechanisms of these alterations are still in debate. Phosphoproteomic analyses in the laboratory were undertaken to identify the phosphorylation sites of the Nav1.5 channel and associated proteins purified from left ventricles from control (sham) and failing (TAC, Transverse Aortic Constriction) mice. These analyses allowed the identification of 41 phosphorylation sites on the Nav1.5 protein and 9 sites on the FGF13 (Fibroblast Growth Factor 13) associated protein. Among these sites, the serine at position 671, alone or in combination with serines 664 or 667, are more phosphorylated in the TAC, compared with the Sham, ventricles. These results allowed us to develop two thesis objectives. The first objective consisted in characterizing the roles of Nav1.5 channel phosphorylation sites, and particularly of serines 671, 664 and 667, in regulating the expression and the functioning of Nav1.5 channels in HEK293 cells. The second objective was to characterize the regulation of Nav1.5 channels by the phosphorylation of the FGF13 associated protein. Altogether, this work contributed to better understanding the regulation and functioning of cardiac Nav1.5 channels in both health and disease.