Organisation tri-dimensionnelle des cellules myocardiques au cours du développement ventriculaire fœtal et postnatal

Three-dimensional organization of myocardial cells during foetal and postnatal ventricular development

• Auteur / Autrice : Ba Luu Truong
• Direction : Pierre-Simon Jouk, Yves Usson
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Modèles, méthodes et algorithmes en biologie, santé et environnement
• Date : Soutenance le 30/05/2017
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale ingénierie pour la santé, la cognition, l'environnement (Grenoble ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Recherche translationnelle et innovation en médecine et complexité (La Tronche, Isère, France ; 1995-....)
• Jury : Président / Présidente : Gilles Barone-Rochette
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Magalie Viallon
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Damien Bonnet, Patrick Pladys

Mots clés

Mots clés contrôlés

Myocarde

Foetus -- Coeur

Ventricules du coeur

Mots clés libres

Developement cardiaque

Anatomie

Isotropie régional

Microscopie en lumière polarisée

Dissection virtuelle

Cardiac development

Polarized light microscopy

Anatomy

Regional isotrophy

Virtual dissection

Résumé

L’architecture des cellules myocardiques en trois dimensions du cœur normal et malformé est un sujet de recherche initié depuis plusieurs siècles, mais il existe encore des questions non résolues. Cette thèse apporte de nouveaux éléments de réponse grâce à l'utilisation d'une technique originale d'Imagerie en Lumière Polarisée et l'étude d'une période précise du développement des tissus cardiaques, celle de l'adaptation postnatale. Dans cette thèse, nous introduisons deux nouvelles représentations de l'information : un paramètre d'Isotropie régional et la dissection virtuelle à la base de représentation en LIC-3D qui permet l'exploration à volonté des masse ventriculaires selon des angles de coupes arbitraires.Le remodelage ventriculaire physiologique postnatal (étudié sur 16 cœurs) s'accompagne globalement d'une diminution de l'isotropie régionale et localement par l'apparition de zones fortement isotropes dont la topologie est identique aux plans de clivage décrits dans le modèle de Torrent - Guasp. Cette étude apporte pour la première fois des éléments complémentaires pour la description des composantes profondes de la voie de sortie du ventricule droit. L'architecture 3D du septum de sortie, du repli ventriculo-infundibulaire et des « fibres » latitudinales de la paroi de deux ventricules est documentée et précisée dans dix cœurs normaux. Dans une étude de 11 cœurs malformés représentant 7 pathologies différentes, 3 patrons topologiques ont été décrits : 1) le patron normal : Alignement du repli ventriculo-infundibulaire et du septum de sortie, dans les malformations de type de communication interventriculaire ou canal atrio-ventriculaire ; 2) le patron parallèle : le repli ventriculo-infundibulaire et septum de sortie sont parallèles dans la Tétralogie de Fallot ; 3) le patron en V : le repli ventriculo-infundibulaire dans les cœurs avec discontinuité musculaire mitro-artérielle.En conclusion, nous apportons des nouveaux éléments de compréhension de la mise en place de l'architecture du myocarde en situation normale et pathologique. Cependant, ces données nouvelles devront être consolidées statistiquement sur un plus grand nombre de cas. Elle devront être confrontées aux données physiologiques observables grâce au méthodes d'imagerie fonctionnelle.

The 3D architecture of the ventricular mass is poorly known, although in vivo imaging techniques show the physiological inhomogeneity of transmural myocardial mechanics. Polarized light imaging makes it possible to quantitatively analyse the myocardial cell orientation to study the regional isotropy of myosin filaments (a new parameter) and to provide virtual dissection (a new tool) of the myocardial ventricular mesh. This deep inside is complementary of superficial anatomical description.Sixteen normal hearts of human term stillbirths, newborns and infants were studied. During the first months of postnatal age, the median regional isotropy values decreased in the ventricular three-dimensional mesh. There was a progressive appearance of a particularly inhomogeneous secondary arrangement of myocardial cells with alternation of thick low-RI and thin high-RI areas. The topology of Torrent-Guasp' cleavage plans and intercalated high RI areas were identical. The outlet septum was constantly identified.Eleven malformed hearts were studied. The deep components of the ventriculo-infundibular fold, the outlet septum and the latitudinal fibres of the ventricular walls were described and 3 different patterns could be portrayed : 1) a normal aligned pattern ; 2) a parallel pattern of the ventriculo-infundibular fold and the outlet septum in Tetralogy of Fallot ; 3) a V pattern of the ventriculo-infundibular fold in heart with mitro-arterial muscular discontinuity.To conclude, we uncover new elements to understand the onset of the myocardial architecture in normal and pathological hearts. However, this new data need to be statistically consolidated by studying a greater numbers of cases. As a perspective, these observations will be confronted to physiological data provided by functional imaging technique.