Caractérisation de la sénescence des cardiomyocytes et identification de marqueurs associés

Le vieillissement de l'organisme predispose a de nombreuses pathologies chroniques telles que l'insuffisance cardiaque (IC). Des etudes recentes ont montre que l'accumulation de cellules senescentes dans les organes au cours du vieillissement est associee a l'apparition de ces pathologies. La senescence cellulaire a initialement ete decrite comme un arret stable du cycle cellulaire permettant de limiter la proliferation des cellules dont l'ADN est endommage. Ce processus s'accompagne de profondes modifications de la fonction cellulaire, avec notamment l'acquisition d'un phenotype secretoire associe a la senescence. La senescence peut etre induite par un raccourcissement des telomeres ou par l'exposition a des signaux de stress, tels que le stress oxydant ou l'irradiation, qui entrainent l'activation de la reponse cellulaire aux dommages de l'ADN et l'expression des genes suppresseurs de tumeurs (p16INK4a, p21CIP1, p53). Ces inhibiteurs du cycle cellulaire sont classiquement utilises comme marqueur de senescence car leur expression augmente de maniere ubiquitaire au cours du vieillissement. Toutefois, ces marqueurs ne sont pas specifiques du tissu concerne et un des objectifs de ma these a ete d'identifier de nouveaux marqueurs de senescence tissu-specifiques qui pourraient caracteriser un vieillissement cardiaque pathologique. Le vieillissement cardiaque se caracterise par une hypertrophie des cardiomyocytes, une sensibilite accrue au stress et une predisposition a l'IC. Les cardiomyocytes etant des cellules post-mitotiques, les mecanismes de senescence mis en jeu, les marqueurs associes et leur role potentiel dans l'IC demeurent a l'heure actuelle peu caracterises. Au cours de ce travail de these nous avons donc entrepris : 1) d'etudier le role des telomeres et des dysfonctions mitochondriales dans l'induction de la senescence du cardiomyocyte et 2) d'identifier des marqueurs specifiques. Nous avons tout d'abord montre que les cardiomyocytes de souris âgees expriment les marqueurs classiques de la senescence comme p16INK4a, p53 et p21CIP1. Concernant les mecanismes inducteurs, nous avons etudie l'implication des dommages telomeriques (telomere associated foci, TAF). Au cours du vieillissement, nous avons observe une augmentation du nombre de TAFs par cardiomyocytes en association avec l'hypertrophie. De plus, l'induction de TAFs in vitro est suffisante a l'activation de la voie de senescence p53/p21CIP1 et l'hypertrophie dans une lignee de cardiomyoblastes H9c2. La formation des TAFs est augmentee chez des souris avec une dysfonction mitochondriale et est associee a l'activation des voies p53/p21CIP1. Par ailleurs, les cardiomyocytes âges presentent une deregulation des genes impliques dans la biologie mitochondriale pouvant rendre compte de l'augmentation des TAFs. Par l'analyse haut debit du transcriptome (RNAseq) nous avons identifie six nouveaux genes qui sont surexprimes dans les cardiomyocytes senescents (Prom2, Kcnk1, Pah, Edn3, Gdf15, Tgfb2). La comparaison d'expression de ces genes dans le cœur avec d'autres tissus et avec le stroma cardiaque lors vieillissement a permis de confirmer la specificite d'expression de ces marqueurs au niveau des cardiomyocytes. Nous avons valide cette signature dans deux modeles in vitro de senescence induite par le stress et demontre que l'expression de certains de ces marqueurs est dependante de la voie p53. De plus, l'expression de Prom2 est associee a l'hypertrophie des cardiomyocytes. En conclusion, nous avons demontre, qu'avec le vieillissement, les cardiomyocytes presentent un programme de senescence associe a une dysfonction mitochondriale et une augmentation des TAFs. Cette senescence se caracterise par l'activation des voies classiques de senescence (p16INK4, p53/p21CIP1), une hypertrophie et l'acquisition d'une signature specifique. Ces marqueurs offrent de nouvelles perspectives dans la comprehension de la senescence cardiaque et dans son implication potentielle dans l'IC.