Autres protéines partenaires

Des microdomaines membranaires particuliers sont présents à la surface des cardiomyocytes : il s agit des cavéoles correspondant à de petites invaginations membranaires enrichies en sphingolipides et en cholestérol (Galbiati et al., 2001). Celles-ci peuvent être considérées comme des plateformes lipidiques regroupant des molécules de signalisation et des canaux ioniques (Williams & Lisanti, 2004). La cavéoline-3 qui est le principal constituant de ces microdomaines dans les tissus cardiaques, a été montrée comme interagissant avec les canaux Nav1.5 (Yarbrough et al., 2002 ; Vatta et al., 2006). †ne étude a mis en évidence qu une stimulation - adrénergique pouvait induire un effet PKA-indépendant sur la densité de courant INa. Cet effet impliquerait le déverrouillage de cavéoles enrichies en canaux Nav1.5, devenant ainsi rapidement disponibles et fonctionnels (Palygin et al., 2008).

Plusieurs membres de la famille des facteurs homologues aux facteurs de croissance des fibroblastes (FHF) interagiraient avec les canaux Nav1.5. Le FHF1B (ou FGF12), exprimé dans les tissus cardiaques, se fixeraient au niveau des résidus 1773- 1832 de la région carboxy-terminale de ces canaux. L effet rapporté de ce FHF sur Nav1.5 est un déplacement de la courbe dinactivation vers des potentiels hyperpolarisés (Li et

al., 2003). Plus récemment, il a été montré que l isoforme FGF , qui est très exprimée

dans les myocytes ventriculaires murins, était co-localisée et interagirait avec Nav1.5. La réduction de l expression de FGF induit une altération des propriétés biophysiques ainsi que de la localisation sarcolemmique des canaux Nav1.5 et cela sans modification de leur taux d expression protéique (Wang et al., 2011).

Une équipe a également identifié une nouvelle protéine partenaire de la famille des protéines 14-3-3 impliquées notamment dans la régulation du cycle cellulaire de l apoptose (voir pour revue Fu et al., 2000). L isoforme -3- η interagit physiquement avec le canal Nav1.5 au niveau de ses résidus 417-711 de la boucle reliant DI-DII. Les expériences de co-localisation suggèrent que cette interaction se produirait au niveau des disques intercalaires dans les cardiomyocytes. La co-expression de 14-3- η induit

un déplacement de la courbe d inactivation vers des potentiels plus hyperpolarisés ainsi qu un ralentissement de la récupération de l inactivation des canaux Nav1.5 (Allouis et

al., 2006).

C) Pharmacologie

La famille des VGSC est la cible de nombreux composés naturels tels que les neurotoxines, mais également d agents pharmacologiques comme les anti-arythmiques I, les anticonvulsifs ou encore les anesthésiques locaux.

Les neurotoxines présentent la particularité de posséder plusieurs sites récepteurs distincts sur les canaux VGSC. Elles sont capables de moduler spécifiquement leur fonction, que ce soit en bloquant leur pore ou en altérant leur conformation (Catterall et al., 2007 ; Stevens et al., 2011).

Une attention particulière doit être portée à la tétrodotoxine, qui permet aujourd hui de classer les membres des ‡GSC en fonction de leur sensibilité de l ordre du micromolaire pour Nav1.5, Nav1.8 et Nav1.9 pour les canaux TTX-résistants et du nanomolaire pour les autres canaux, dits TTX-sensibles (Tableau 1). La TTX, tout comme deux autres toxines marines, la saxitoxine et les µ-conotoxines, se fixe au niveau du filtre de sélectivité des canaux sodiques (site 1), bloquant ainsi leur conductance via l occlusion du pore (Figure 7).

Les autres neurotoxines sont considérées comme des modulateurs allostériques des canaux VGSC. Ils induiraient des changements conformationnels et perturberaient le passage des canaux entre un état ouvert, inactivé ou fermé. Leurs sites de fixation sont localisés (i) dans les segments transmembranaires pour le site 2 de la batrachotoxine (DIS6 et DIVS6) et le site 5 des brevetoxines (DIS6 et DIVS5) (ii) dans les domaines extracellulaires pour le site des toxines de scorpion boucle DIVS3-S4), le site 4 des toxines de scorpion boucles S -S2 et S3-S4 de DII) et le site des -conotoxines (résidus externes du segment DIVS4). Leur liaison aux VGSC induit majoritairement des déplacements de l activation vers des potentiels moins dépolarisés ou un ralentissement de l inactivation.

Lidocaine Mexiletine F1760 Y1767 Inactivation gate IFMT Re-entrant loop Voltage sensor

Figure 7 : )llustration de la localisation des sites d’action et de liaison des neurotoxines et des anti-arythmiques de classe 1b sur les canaux VGSC.

Le site de fixation des anti-arythmiques de classe 1B est annoté par une flèche rouge. NaSpTx (pour spider-venom Nav toxins) correspond aux différentes familles de toxines de venin d araignées F à F . Les pyréthroïdes font référence à une classe chimique d insecticides lipophiles (Modifiée d'après Klint et al., 2012).

La lidocaïne, un anesthésique local ainsi que la mexiletine sont deux anti- arythmiques de classe 1B structurellement similaires indiqués pour le traitement des arythmies ventriculaires symptomatiques. Leurs effets majeurs au niveau cardiaque sont une diminution de la vitesse de dépolarisation et un raccourcissement des potentiels d action du myocarde et du système His-Purkinje dus à l inhibition des canaux Nav1.5. Leur site de fixation se situe dans le pore du canal au niveau de la face cytoplasmique et fait intervenir des résidus aromatiques particulièrement conservés dans les segments S6 du domaine IV, que sont la phénylalanine F1760 et la tyrosine Y1767 pour Nav1.5 (Ragsdale et al., 1994 ; Ragsdale et al., 1996 ; Li et al., 1999). Ces molécules se fixent aux VGSC dans leur état fermé mais leur affinité pour ces canaux est cent fois supérieure lorsqu ils se trouvent dans un état ouvert ou ouvert/inactivé (Ragsdale et al., 1994).

De façon intéressante, il est avéré que ces agents anti-arythmiques sont considérés comme des outils pharmacologiques dans le cadre d étude de mutants ‡GSC présentant un défaut d adressage (Zhao et al., 2007 ; Valdivia et al., 2002a ; Keller et al., 2005 ; Cordeiro et al., 2006). En effet, leur capacité à se fixer aux canaux sodiques leur confèrerait le rôle de chaperonnes chimiques en favorisant leur repliement, l acquisition d un état conformationnel correct ainsi que leur adressage à la membrane plasmique.

IV – Canalopathies cardiaques liées à Na

1.5

De nombreuses mutations du gène SCN5A ont été identifiées chez des patients atteints de physiopathologies cardiaques parmi lesquelles le syndrome du long QT congénital 3 (LQT3) et le syndrome de Brugada (BrS) qui sont les plus fréquents, les troubles de conduction cardiaque héréditaires (CCD, Cardiac Conduction Disease) ou encore le syndrome de dysfonction sinusale (SSS, Sick Sinus Syndrome) (Figure 8). Ces mutations peuvent causer un gain et/ou une perte de fonction du canal Nav1.5 pouvant aboutir à des phénotypes simples, avec la manifestation des symptômes d une pathologie particulière, ou alors des phénotypes mixtes (overlap syndrome) combinant plusieurs affections cardiaques. Certains variants alléliques ou polymorphismes du gène

Figure 8 : Illustration des différentes physiopathologies cardiaques associées à des mutations ou à des polymorphismes du gène SCN5A.

Les maladies sont classées en trois catégories selon l affection du gène SCN5A : les variants de type « SNP » (Single Nucleotide Polymorphism), les mutations perte-de-fonction et les mutations gain-de- fonction. Certains variants aboutissent à des phénotypes mixtes combinant plusieurs physiopathologies. Abréviations : BrS, syndrome de Brugada, LQT, syndrome du long QT, CMD, cardiomyopathie dilatée, SIDS, syndrome de la mort subite du nourrisson, FA, fibrillation auriculaire, SSS, dysfonction sinusale, CCD, troubles de la conduction cardiaque. (Wang et al., 2007)