Métabolisme, inflammation et mécanotransduction au cours de la régénération cardiaque

Metabolism, inflammation, and mechanosensing during cardiac regeneration

• Auteur / Autrice : Jourdano Mancilla Abaroa
• Direction : Chris Jopling
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie Santé
• Date : Soutenance le 28/01/2025
• Etablissement(s) : Université de Montpellier (2022-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences Chimiques et Biologiques pour la Santé (Montpellier ; 1992-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Génomique Fonctionnelle (Montpellier)
• Jury : Président / Présidente : Jean-Yves Le Guennec
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Robert Kelly, Céline Galès
• DOI : 10.70675/a84ea862z9e21z4e2bza200za2d6a5f166b9

Mots clés

Mots clés contrôlés

Inflammation

Myocarde

Régénération (biologie)

Métabolisme

Mots clés libres

Metabolisme

Regeneration

Cardiaque

Inflammation

Mechandétectiont

Metabolism

Regeneration

Cardiac

Inflammation

Mechanosensation

Résumé

L'insuffisance cardiaque est la principale cause de mortalité dans le monde. L'un des facteurs de risque les plus importants conduisant à l'insuffisance cardiaque sont les épisodes ischémiques du myocarde. Les épisodes ischémiques du myocarde sont généralement causés par la rupture de la plaque d'athérosclérose. Chez les mammifères, cela conduit le myocarde restant à subir une grande variété de changements. Parmi ces changements, on peut citer la composition tissulaire, les niveaux d'oxygénation, l'activité contractile, l'inflammation et les changements de mécanosensation ainsi que les modifications métaboliques et conductrices.En revanche, les mammifères néonatals ainsi que certains vertébrés inférieurs tels que le poisson zèbre sont capables de régénérer complètement leur myocarde après une lésion cardiaque importante. Ces modèles surmontent les modifications et les changements des caractéristiques du myocarde et subissent une prolifération de cardiomyocytes conduisant à une régénération cardiaque complète.Dans ce manuscrit, nous décrirons en détail la morphologie et la physiologie cardiaques ainsi que les différences entre les structures cardiaques des mammifères et du poisson zèbre. Nous décrirons également l'état homéostatique de cet organe ainsi que les principales causes de pathologie et ce que cela implique pour l'évolution chez les mammifères adultes et les nouveau-nés mammifères en mettant l'accent sur le modèle murin ainsi que sur le poisson zèbre.Nous explorerons les réponses moléculaires aux lésions cardiaques en mettant l'accent sur les mécanismes métaboliques adaptatifs aux lésions cardiaques et les différences entre les modèles cardiaques régénératifs et non régénératifs. De plus, nous montrerons comment le processus de régénération du myocarde repose sur différents facteurs tels que la réponse inflammatoire qui orchestre la réponse immunitaire ainsi que les programmes immunitaires anti-inflammatoires et pro-résolution.Enfin, ce manuscrit plongera dans un domaine de recherche découvert concernant les implications de la mécanodétection dans la réponse cardiaque régénérative ou non régénérative. Toutes ces études traiteront divers sujets à partir d'une approche biomoléculaire grâce à des stratégies d'analyse transcriptomique différentes et innovantes telles que snRNAseq et scRNAseq, permettant d'avoir une image détaillée de tous les gènes et types de cellules impliqués sur le processus de régénération cardiaque.

Heart failure is the leading cause of mortality worldwide, one of the most important risk factors leading to heart failure is ischemic episodes of the myocardium. Ischemic episodes of the myocardium are generally caused by atherosclerosis plaque rupture. In mammals, this leads the remaining myocardium to undergo a wide variety of changes. Among these changes, we can mention tissue composition, oxygenation levels, contractile activity, inflammation, and mechanosensing changes as well as metabolic and conductive modifications.In contrast, neonatal mammalians as well as some lower vertebrates such as zebrafish, are able to fully regenerate their myocardium after extensive cardiac injury. These models overcome the modifications and changes of myocardial features and undergo cardiomyocyte proliferation leading to full cardiac regeneration.In this manuscript, we will detailly describe the cardiac morphology and physiology as well as the differences between mammalian and zebrafish heart structures. We will also describe the homeostatic state of this organ as well as the principal causes of pathology and what this implies for the outcome in adult mammalian and mammalian neonates with a focus on murine model as well as is zebrafish.We will explore the molecular responses to cardiac injury with a focus on metabolic adaptive mechanisms to heart injury and the differences in cardiac regenerative and non-regenerative models. Furthermore, we will show how the regenerative process of myocardium relies on different factors such as the inflammatory response that orchestrates the immune response as well as the anti-inflammatory and pro-resolving immune programs.Lastly, this manuscript will dive into an uncovered field of research regarding the implications of mechanosensing in the regenerative or non-regenerative cardiac response. All of these studies will treat the diverse subjects from biomolecular approaches thanks to different and innovative transcriptomic analysis strategies such as snRNAseq and scRNAseq, allowing us to have a detailed picture of all the genes and cell types involved in the cardiac regeneration process.