Thèse soutenue

Nouvelle approche thérapeutique dans un modèle cellulaire humain du Syndrome de Brugada

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Auteur / Autrice : Marie Gizon
Direction : Nathalie Neyroud
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Biologie moléculaire et cellulaire
Date : Soutenance le 20/03/2023
Etablissement(s) : Sorbonne université
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physiologie, Physiopathologie et Thérapeutique (Paris ; 2000-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Unité de recherche sur les maladies cardiovasculaires, du métabolisme et de la nutrition (Paris ; 2014-....)
Jury : Président / Présidente : Sonia-Athina Karabina
Examinateurs / Examinatrices : Isabelle Baró, Romain Guinamard, Fabrice Extramiana
Rapporteurs / Rapporteuses : Isabelle Deschenes, Albano Carlo Meli

Résumé

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Les arythmies cardiaques héréditaires résultent principalement de la présence de variants pathogènes dans les gènes codant des canaux ioniques ou de leurs protéines partenaires. Les nombreuses mutations dans le gène SCN5A, qui code pour la sous-unité du canal sodique dépendant-du-potentiel cardiaque (Nav1.5), clairement identifiées comme responsables de troubles du rythme, soulignent son rôle clé dans l'excitabilité du cœur. Une mutation perte-de-fonction du gène SCN5A est à l'origine de 20% des cas diagnostiqués cliniquement de Syndrome de Brugada (SBr), une arythmie cardiaque héréditaire rare caractérisée par un risque élevé de mort subite par fibrillation ventriculaire. Sachant que les traitements actuels du SBr (défibrillateur implantable, antiarythmiques ou ablation par radiofréquence) sont associés à de nombreux effets secondaires indésirables, nous avons souhaité développer une nouvelle approche thérapeutique du SBr en surexprimant, au moyen d'un vecteur viral, un fragment de Nav1.5 connu pour augmenter le courant sodique, dans un modèle d'haploinsuffisance de SCN5A. Dans un premier temps, nous avons choisi de concevoir un modèle cellulaire humain de déficience de SCN5A, complémentaire du modèle murin Scn5a+/- développé en 2002 par une équipe anglaise et disponible dans notre groupe. Par CRISPR/Cas9, nous avons généré des cellules souches pluripotentes induites humaines (hiPSC), qui présentent une mutation hétérozygote dans l'exon 2 de SCN5A, à l'origine d'un codon stop prématuré et qui sont capables de se différencier efficacement en cardiomyocytes. Nous avons ensuite étudié le potentiel thérapeutique de la surexpression du fragment de Nav1.5 dans ce modèle humain, mais également dans les souris Scn5a+/-. Nos résultats obtenus in vitro et in vivo ont démontré que cette approche de thérapie génique corrige efficacement les anomalies phénotypiques associées à la déficience de SCN5A et protège les souris du risque arythmique. Nous avons étendu cette nouvelle thérapie à des cardiomyocytes dérivés d'hiPSC issues d'un patient SBr, présentant la mutation hétérozygote SCN5A-A665G responsable d'un codon stop précoce et nous avons montré que la surexpression du fragment de Nav1.5 restaure efficacement les paramètres électrophysiologiques altérés dans ces cellules. Pour conclure, nous avons produit un modèle cellulaire humain constituant un nouvel outil expérimental pour explorer les mécanismes physiopathologiques dans le cadre de maladies associées à une haploinsuffisance de SCN5A. Nous avons, d'autre part, proposé une nouvelle approche thérapeutique du SBr montrant des résultats très prometteurs, avec une correction du phénotype associé à l'haploinsuffisance de SCN5A dans deux types de modèles expérimentaux. Finalement, nous avons initié différentes approches omiques afin, d'une part, de valider la spécificité de l'effet du fragment de Nav1.5 et, d'autre part, d'identifier ses interrelations potentielles avec d'autres acteurs protéiques. Des études ultérieures pour une meilleure compréhension des mécanismes moléculaires sous-jacents à l'effet du fragment de Nav1.5 sont nécessaires pour confirmer son intérêt dans le traitement du SBr.