I. Objectifs de l’étude
Afin d’identifier de nouveaux biomarqueurs du RVG post-IDM mais aussi de mieux comprendre les mécanismes physiopathologiques impliqués dans la survenue et le développement de l’IC, l’équipe a
comparé par approche protéomique sans a priori, les phosphoprotéomes des VG de rats témoins et
IC à 2 mois à partir d’un modèle expérimental d’IC chez le rat. Ce modèle expérimental d’IC a été développé chez le rat notamment en raison de la taille de l’animal qui conditionne la faisabilité de l’acte chirurgical mais détermine également la quantité de matériel biologique disponible pour les analyses.
Parmi les différents modèles d’IC existants (IC secondaire à des modifications génétiques, à une
stimulation électrique rapide [modèle de désynchronisation cardiaque], à des modifications de charges
ou encore IC d’origine toxicologique ou induite par ligature des coronaires avec reperfusion [modèle ischémie] ou non [modèle d’infarctus]) l’équipe a choisi de réaliser l’étude à partir d’un modèle expérimental d’IC induit par ligature de l’ACG chez des rats mâles de souche Wistar. Ce modèle,
ayant permis la découverte de l’effet bénéfique des inhibiteurs de l’ACE dans l’IC (Pfeffer et al. 1985),
est le plus couramment utilisé puisqu’il est proche de la réalité clinique d’un patient IC dans la mesure
où il permet d’étudier 2 niveaux d’IC (IC compensée et décompensée). De plus, tous les animaux
subissant une ligature de l’ACG développent un RVG post-IDM et une IC comparable à ce qui est observé chez l’homme mais avec l’avantage de ne développer aucune autre pathologie habituellement associée à l’IC telles que l’athérosclérose, le diabète de type 2 ou l’hypertension
artérielle (Mulder et al. 1997).
Les analyses phosphoprotéomiques réalisées dans le modèle expérimental d’IC chez le rat à 2 mois post-IDM ont permis de mettre en évidence une modulation du niveau de phosphorylation de 30
protéines dans les VG de rats IC dont la TnT. L’étude de la régulation post-traductionnelle de cette
dernière a permis de mettre en évidence l’implication de la Ser208 dans la diminution du niveau de
phosphorylation de la TnT dans les VG de rats IC à 2 mois post-IDM. Le niveau de TnT phosphorylée en Ser208 a également été montré diminué dans les plasmas de ces mêmes animaux. La validation d’une diminution du niveau de TnT phosphorylée Ser208 (TnT p-Ser208) chez les patients en
post-infarctus (Dubois et al., 2011), qui plus est corrèle avec le degré de RVG (Dubois-Deruy et al., 2013),
a confirmé le potentiel de biomarqueur du RVG post-IDM de la TnT p-Ser208. Néanmoins, les mécanismes moléculaires impliqués dans la diminution du niveau de phosphorylation de la TnT en Ser208 ainsi que l’impact d’une telle modulation restent encore à élucider.
Cette étude vise d’une part à identifier, par approche in vivo, ex vivo (cœur perfusé isolé) et in vitro
à l’aide d’agents pharmacologiques et de siRNA, les enzymes impliquées dans la diminution de la forme phosphorylée de la TnT en Ser208 dans le modèle d’IC chez le rat et d’autre part à mesurer l’impact d’une telle diminution sur la contractilité cardiaque. Notre étude vise également à déterminer l’existence d’une balance phosphorylation/O-NAcetylglucosaminylation (O-GlcNAcylation) de la TnT.
III. Discussion
Dans les VG de rats IC à 2 mois post-IDM, nous avons pu montrer que la diminution du niveau de
TnT phopshorylée en Ser208 est associée à une diminution du niveau d’expression mais aussi de
l’activité de la PKC , suggérant l’implication de cette kinase dans les modulations du niveau de phosphorylation en Ser208 de la TnT. Cette hypothèse a été renforcée par la mise en évidence d’une diminution significative du niveau de phosphorylation de la TnT en Ser208 1) dans les cœurs de souris invalidées pour le gène de la PKC , 2) dans les NCM et cellules H9c2 traitées avec un inhibiteur pharmacologique spécifique de l’isoforme de la PKC ou traitées par un siRNA dirigé contre cette
enzyme, 3) dans les VG des cœurs perfusés isolés traités avec le inhibiteur pharmacologique de
PKC .
Par ailleurs, nous avons montré que l’inhibition pharmacologique de la PKC dans le modèle de
cœur perfusé isolé entraîne une diminution de la contractilité cardiaque. Ces résultats ont été renforcés par la mise en évidence, en microscopie de force atomique sur un unique cardiomyocyte, d’une diminution de l’amplitude de contraction de la cellule sans modulation de la fréquence de battement en réponse à l’inhibition pharmacologique de PKCε. L’ensemble de ces résultats suggèrent que la diminution du niveau de phosphorylation de la TnT en Ser208 induite par la diminution de
l’activité PKC altère les capacités contractiles des cardiomyocytes.
Cette étude a également permis de mettre en évidence l’existence d’une balance
phosphorylation/O-GlcNAcylation) de la TnT dans les VG de rats IC à 2 mois post-IDM. En effet, dans ces VG, nous avons montré que la diminution du niveau de phosphorylation de la TnT en Ser208 est
associée à une augmentation de sa forme O-GlcNAcylée. La diminution de l’activité de la
O-N-Acétylglucosaminidase (OGA) ainsi que l’augmentation de l’activité de la
O-N-Acétylglucosaminyltransférase (OGT) mises en évidence dans le modèle in vivo semblent à l’origine
de l’augmentation du niveau d’O-GlcNAcylation de la TnT. Par approches in vitro et ex vivo, nous
avons pu montrer que la diminution du niveau de phosphorylation de la TnT en Ser208, induite par inhibition de l’activité et/ou de l’expression de la PKC , entraîne une augmentation de son niveau d’O-GlcNAcylation. Réciproquement, l’inhibition du processus d’O-GlcNAcylation des protéines, via l’inhibition de l’expression de l’OGT par siRNA, entraîne une diminution du niveau d’O-GlcNAcylation de la TnT et une augmentation de sa forme phosphorylée en Ser208. De même, l’inhibition de l’OGA, enzyme qui retire des groupements O-GlcNAc des protéines, induit une augmentation du niveau
d’O-GlcNAcylation de la TnT et une diminution de son niveau de phosphorylation en Ser208. L’ensemble
de ces résultats suggèrent l’existence d’une balance phopshorylation/O-GlcNAcylation de la TnT. La
mise en évidence par spectrométrie de masse et résonance magnétique nucléaire, de l’implication de
la Ser190 de la TnT dans la modulation de son niveau d’O-GlcNAcylation dans le modèle in vivo a
permis de valider l’existence d’une balance phosphorylation/O-GlcNAcylation de la TnT. En effet, ces MPTs impliquent toutes les 2 des résidus Ser et Thr et sont par conséquent des MPTs compétitives. Lorsqu’elles interviennent sur les mêmes résidus Ser et Thr ou des résidus adjacents, comme c’est le
observer dans les VG de rats IC puisque la TnT phosphorylée en Ser208 n’est pas détectée dans la fraction protéique enrichie en protéines O-GlcNAcylées en dépit de sa présence au sein de l’échantillon total.
La balance phosphorylation/O-GlcNAcylation de la TnT souligne l’importance des MPTs dans la
régulation fonctionnelle des protéines mais aussi l’importance d’identifier les acteurs de ces MPTs. En effet, la modulation de l’activité des enzymes impliquées dans ces MPTs permettrait de moduler le niveau de phosphorylation et d’O-GlcNAcylation des protéines et ainsi de réguler leur fonction biologique voire même un mécanisme plus général comme la contractilité des cardiomyocytes.