Déterminants électriques et structuraux de la mort subite liés au réseau de Purkinje

Electrical and structural determinants of Purkinje-mediated sudden cardiac death

• Auteur / Autrice : Néstor Pallares Lupon
• Direction : Richard Walton
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie Cellulaire et Physiopathologie
• Date : Soutenance le 17/12/2021
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Talence, Gironde ; 1993-....)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Electrophysiologie Cardiaque
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de recherche cardio-thoracique de Bordeaux
• Jury : Président / Présidente : Véronique Maupoil
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Véronique Maupoil, Lucile Miquerol, David Benoist, Emeline Ribot
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Véronique Maupoil, Lucile Miquerol

Mots clés

Mots clés contrôlés

Produits de contraste

Microstructure (physique)

Électrophysiologie

Arythmie

Mort subite

Mots clés libres

Mort subite

Arythmies

Réseau de Purkinje

Electrophysiologie cardiaque

Microstructure

Produits de contraste

Sudden cardiac death

Arrhythmias

Purkinje network

Cardiac electrophysiology

Microstructure

Contrast products

Résumé

La mort subite provoque 50000 décès par an en France. La perte du contrôle électrique du cœur, connue sous le nom de fibrillation ventriculaire, mène à l’incapacité du cœur à pomper le sang. Entre 5 et 10 % des patients n’ont aucune dysfonction structurelle ou électrique apparente, et ces patients ne peuvent donc pas être traités avec des thérapies préventives comme l’ablation. Le réseau de Purkinje (RP) est le responsable de la coordination de l'activation électrique ventriculaire, mais est également une source majeure de dysfonction électrique dans les cas pathologiques. L’architecture complexe du réseau de Purkinje et ses points fonctionnels d'interaction avec le myocarde (PMJs : Purkinje-muscle jonctions) sont pour le moment peu connus. L'objectif de ce projet est d’établir la relation structure-fonction du réseau de Purkinje et son rôle dans les arythmies, grâce à une nouvelle méthode d'approches 3D multidisciplinaires et à plusieurs échelles. La cartographie optique à haute résolution a été utilisée afin de déterminer la fonctionnalité antérograde ou rétrograde des fibres libres et son rôle pendant les arythmies. La micro-anatomie cardiaque a été étudiée en utilisant l’imagerie 3D par micro-tomographie à rayons X (microCT), sur des échantillons préparés selon une nouvelle technique permettant d’améliorer le contraste dans les tissus de grands mammifères. Jusqu'à maintenant, les tissus mous étaient traités avec des produits de contraste afin d’améliorer la définition d’image des microstructures cardiaques. Cependant, la taille du cœur des grands mammifères comme le cochon ou l'humain engendrait une forte atténuation des rayons X et une réduction du contraste dans l'image entre l'objet et le fond. Ce problème a été résolu avec une nouvelle technique de séchage tissulaire, selon laquelle la structure du cœur restait conservée. Ce projet va donc permettre de clarifier la relation entre la structure et la fonction du réseau de Purkinje ainsi que ses interactions avec le myocarde, afin de mieux comprendre les arythmies ventriculaire et donc la mort subite cardiaque

Sudden cardiac death is responsible for 50000 deaths every year in France. A loss of the electrical control of the heart, known as ventricular fibrillation leads to an inability of the heart to pump blood. Between 5 and 10 % of patients do not show any apparent electrical or structural dysfunction and therefore cannot be treated with preventative therapies, such as ablation. The Purkinje network (PN) is involved in coordinating electrical activation of the ventricles but is also a primary source of electrical dysfunction in the pathological setting. This complex network, its architecture and its sites of functional interactions with the myocardium, Purkinje-muscle junctions, are poorly understood. The objective of this project is to determine the structure-function relationship of the PN and its function in arrhythmias, using a novel method of multidisciplinary and multiscale 3D approaches. High resolution optical mapping is used to determine the anterograde and retrograde function of the free-running Purkinje fibers and its role during arrhythmias. The cardiac micro-structure is investigated using 3D micro computed tomography imaging of cardiac tissue prepared using novel techniques to improve image contrast in large mammalian samples. Until now, the soft cardiac tissue was typically pre-treated with a contrast product to improve image definition of cardiac micro-structure. However, large sample sizes of pig or human hearts present a greater attenuation path length for X-rays and reduced contrast from the image background. This was resolved by a new tissue treatment technique air-drying the samples while conserving tissue structure. This project will clarify the structure-function relationship of the Purkinje network and its interactions with the myocardium to better understand the ventricular arrhythmias and so the sudden cardiac death.