Maggiorani, Damien (2017). Caractérisation de la sénescence des cardiomyocytes et identification de marqueurs associés.
Résumé en francais
Le vieillissement de l'organisme prédispose à de nombreuses pathologies chroniques telles que l'insuffisance cardiaque (IC).
Des études récentes ont montré que l'accumulation de cellules sénescentes dans les organes au cours du vieillissement est
associée à l'apparition de ces pathologies. La sénescence cellulaire a initialement été décrite comme un arrêt stable du
cycle cellulaire permettant de limiter la prolifération des cellules dont l'ADN est endommagé. Ce processus s'accompagne de
profondes modifications de la fonction cellulaire, avec notamment l'acquisition d'un phénotype sécrétoire associé à la
sénescence. La sénescence peut être induite par un raccourcissement des télomères ou par l'exposition à des signaux de
stress, tels que le stress oxydant ou l'irradiation, qui entrainent l'activation de la réponse cellulaire aux dommages de
l'ADN et l'expression des gènes suppresseurs de tumeurs (p16INK4a, p21CIP1, p53). Ces inhibiteurs du cycle cellulaire sont
classiquement utilisés comme marqueur de sénescence car leur expression augmente de manière ubiquitaire au cours du
vieillissement. Toutefois, ces marqueurs ne sont pas spécifiques du tissu concerné et un des objectifs de ma thèse a été
d'identifier de nouveaux marqueurs de sénescence tissu-spécifiques qui pourraient caractériser un vieillissement cardiaque
pathologique. Le vieillissement cardiaque se caractérise par une hypertrophie des cardiomyocytes, une sensibilité accrue au
stress et une prédisposition à l'IC. Les cardiomyocytes étant des cellules post-mitotiques, les mécanismes de sénescence mis
en jeu, les marqueurs associés et leur rôle potentiel dans l'IC demeurent à l'heure actuelle peu caractérisés. Au cours de ce
travail de thèse nous avons donc entrepris : 1) d'étudier le rôle des télomères et des dysfonctions mitochondriales dans
l'induction de la sénescence du cardiomyocyte et 2) d'identifier des marqueurs spécifiques.
Nous avons tout d'abord montré que les cardiomyocytes de souris âgées expriment les marqueurs classiques de la sénescence
comme p16INK4a, p53 et p21CIP1. Concernant les mécanismes inducteurs, nous avons étudié l'implication des dommages
télomériques (telomere associated foci, TAF). Au cours du vieillissement, nous avons observé une augmentation du nombre de
TAFs par cardiomyocytes en association avec l'hypertrophie. De plus, l'induction de TAFs in vitro est suffisante à
l'activation de la voie de sénescence p53/p21CIP1 et l'hypertrophie dans une lignée de cardiomyoblastes H9c2. La formation
des TAFs est augmentée chez des souris avec une dysfonction mitochondriale et est associée à l'activation des voies
p53/p21CIP1. Par ailleurs, les cardiomyocytes âgés présentent une dérégulation des gènes impliqués dans la biologie
mitochondriale pouvant rendre compte de l'augmentation des TAFs. Par l'analyse haut débit du transcriptome (RNAseq) nous
avons identifié six nouveaux gènes qui sont surexprimés dans les cardiomyocytes sénescents (Prom2, Kcnk1, Pah, Edn3, Gdf15,
Tgfb2). La comparaison d'expression de ces gènes dans le cœur avec d'autres tissus et avec le stroma cardiaque lors
vieillissement a permis de confirmer la spécificité d'expression de ces marqueurs au niveau des cardiomyocytes. Nous avons
validé cette signature dans deux modèles in vitro de sénescence induite par le stress et démontré que l'expression de
certains de ces marqueurs est dépendante de la voie p53. De plus, l'expression de Prom2 est associée à l'hypertrophie des
cardiomyocytes.
En conclusion, nous avons démontré, qu'avec le vieillissement, les cardiomyocytes présentent un programme de sénescence
associé à une dysfonction mitochondriale et une augmentation des TAFs. Cette sénescence se caractérise par l'activation des
voies classiques de sénescence (p16INK4, p53/p21CIP1), une hypertrophie et l'acquisition d'une signature spécifique. Ces
marqueurs offrent de nouvelles perspectives dans la compréhension de la sénescence cardiaque et dans son implication
potentielle dans l'IC.
Sous la direction du : | Directeur de thèse |
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Mialet-Perez, Jeanne | Douin-Echinard, Victorine |
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Ecole doctorale: | Biologie, santé, biotechnologies (BSB) |
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laboratoire/Unité de recherche : | Institut des Maladies Métaboliques et Cardiovasculaires (I2MC), INSERM UMR 1048 |
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Mots-clés libres : | Sénescence - Cardiomyocyte - Télomères - Mitochondrie - Marqueurs spécifiques |
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Sujets : | Sciences du vivant |
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Déposé le : | 04 Sep 2018 09:51 |
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