Thèse soutenue

Régulation des canaux NaV1.5 cardiaques par la phosphorylation de leur protéine partenaire FHF2

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Auteur / Autrice : Adrien Lesage
Direction : Céline Marionneau
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Biologie, médecine et santé
Date : Soutenance le 16/12/2022
Etablissement(s) : Nantes Université
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Biologie-Santé (Nantes)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : L'Institut du Thorax (Nantes)
Jury : Président / Présidente : Isabelle Baró
Rapporteur / Rapporteuse : Laurent Sallé, Jean-François Faivre

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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Les canaux sodiques dépendants du potentiel NaV1.5 sont responsables de l'initiation et de la propagation rapide des potentiels d'action cardiaques, et tout défaut de fonctionnement ou de régulation de ces canaux est à l'origine de diverses formes d’arythmies cardiaques. Bien que le rôle de la phosphorylation de la sous-unité α du canal NaV1.5 soit bien connu dans la régulation de l'expression et du fonctionnement du canal, la régulation des canaux NaV1.5 par la phosphorylation de ses protéines partenaires reste largement inexplorée. Une analyse phosphoprotéomique des complexes canalaires NaV1.5 purifiés à partir de ventricules gauches de souris a été développée au laboratoire afin d’identifier les sites de phosphorylation des protéines partenaires du canal. Parmi elles, la protéine FHF2 (Fibroblast Growth Factor Homologous Factor 2) a montré une forte phosphorylation au niveau de 9 sites spécifiques. Afin de déterminer les rôles fonctionnels de ces sites de phosphorylation dans la régulation des canaux Nav1.5, nous avons développé deux modèles de cardiomyocytes en culture dans lesquels l'expression endogène de FHF2 est éteinte et restaurée à l’aide d’adénovirus par l’isoforme FHF2-VY sous sa forme sauvage (WT), phosphosilencieuse (mutations des sérines/thréonines d’intérêt en alanines) ou phosphomimétique (mutations en glutamates) dans des cardiomyocytes ventriculaires isolés à partir de souris néonatales ou adultes. Le système d’expression hétérologue HEK-293 a également été utilisé en parallèle. Les analyses de voltage-clamp en configuration cellule entière ont démontré que l’extinction de FHF2 accélère l'inactivation des canaux NaV à partir des états fermé et ouvert dans les cardiomyocytes ventriculaires de souris néonatales et adultes. De façon intéressante, l’extinction de FHF2 déplace également la dépendance au potentiel de l'activation des canaux NaV vers des potentiels hyperpolarisés dans les cardiomyocytes ventriculaires néonataux. Bien que la restauration de l’expression de FHF2-VY restaure les propriétés d'inactivation des canaux NaV dans les deux modèles de cardiomyocytes, aucune réversion des propriétés d'activation n'a été obtenue dans les cardiomyocytes néonataux, suggérant l'implication potentielle d'une autre isoforme de FHF2 dans la régulation des propriétés d'activation des canaux NaV néonataux. Cependant, malgré les nombreux phosphomutants testés, chacun d’entre eux a rétabli les propriétés d'inactivation des canaux NaV de manière similaire au construit FHF2-VY sauvage dans les deux modèles de cardiomyocytes, ne permettant pas d'identifier les rôles des sites de phosphorylation du FHF2 nouvellement identifiés dans la régulation des canaux NaV1.5. De manière similaire, aucun rôle des sites de phosphorylation n’a pu être révélé dans la régulation du courant sodique persistant dans les cardiomyocytes ventriculaires adultes. En conclusion, nos résultats démontrent que la protéine FHF2 est fortement phosphorylée dans le ventricule gauche de souris, confirment les rôles régulateurs de FHF2 dans la régulation des propriétés d’inactivation des canaux NaV1.5, révèlent le rôle potentiel des isoformes de FHF2 dans la régulation des propriétés d’activation du canal, et suggèrent que la régulation des canaux par la phosphorylation de FHF2 est probablement très complexe.