jeanflop/post_ocr_correction2 huggingface dataset:
isoformes dans les oreillettes, Al et A2 correspondant probablement à une association d'homodimères de chaînes lourdes a avec les chaînes légères auriculaires [Revue dans 1]. Quelle que soit l'espèce ou le tissu cardiaque considéré, les surcharges hémodynamiques s'accompagnent d'une induction de la forme ß-MHC aux dépens de la forme α-MHC. Cependant, l'importance de cette induction dépend du phénotype initial du tissu. Dans le ventricule de rat qui, à l'état normal, est presque exclusivement constitué d'α-MHC, les possibilités de phénoconversion sont grandes. La forme ß-MHC s'accumule jusqu'à représenter 80 % de la myosine totale dans les ventricules hypertrophiés, accumulation qui est corrélée au degré d'hypertrophie [2, 3]. Le traitement de l'hypertension est associé à une réversion de ce changement [4]. Les hormones thyroïdiennes exercent aussi un effet majeur sur le phénotype de la myosine. Il a été montré dans plusieurs espèces que l'hypothyroïdie est associée à l'expression exclusive de la forme ß-MHC et que l'hyperthyroïdie entraîne l'expression de la seule forme α-MHC [5]. Chez le rat, l'association d'un traitement par la thyroxine à la réalisation d'une hypertrophie cardiaque hypertensive prévient l'accumulation de la forme ß-MHC, montrant que le signal délivré par les hormones thyroïdiennes exerce sur le génome une influence qui prédomine sur celui ou ceux de la surcharge hémodynamique [6]. L'accumulation de ß-MHC aux dépens de α-MHC s'observe aussi dans les plus grandes espèces mammifères, mais son importance est d'autant plus limitée que le phénotype du tissu est déjà, à l'état normal, du type ß-MHC. Elle est très faible chez l'Homme dont le ventricule adulte contient de 85 à 90 % de ß-MHC [7, 8, 9]. La situation des oreillettes humaines est clairement différente car elles sont essentiellement constituées de forme α-MHC [10]. Les surcharges hémodynamiques chroniques y induisent la même transition de la forme α-à la forme ß-MHC que celle observée dans le ventricule de rat. Cette transition est observée aussi bien dans les cardiopathies ischémiques que dans les cardiomyopathies dilatées [9], ainsi que dans les valvulopathies en particulier mitrales [8, 10]. Dans ces dernières elle est corrélée à la taille de l'oreillette, suggérant que, comme dans le ventricule
prédomine sur celui ou ceux de la surcharge hémodynamique [6]. L'accumulation de ß-MHC aux dépens de α-MHC s'observe aussi dans les plus grandes espèces mammifères, mais son importance est d'autant plus limitée que le phénotype du tissu est déjà, à l'état normal, du type ß-MHC. Elle est très faible chez l'Homme dont le ventricule adulte contient de 85 à 90 % de ß-MHC [7, 8, 9]. La situation des oreillettes humaines est clairement différente car elles sont essentiellement constituées de forme α-MHC [10]. Les surcharges hémodynamiques chroniques y induisent la même transition de la forme α-à la forme ß-MHC que celle observée dans le ventricule de rat. Cette transition est observée aussi bien dans les cardiopathies ischémiques que dans les cardiomyopathies dilatées [9], ainsi que dans les valvulopathies en particulier mitrales [8, 10]. Dans ces dernières elle est corrélée à la taille de l'oreillette, suggérant que, comme dans le ventricule de rat, la phénoconversion de la chaîne lourde de la myosine est liée à la sévérité et/ou à l'ancienneté de la surcharge hémodynamique (Figure 1). Le niveau de régulation de ces changements a été étudié chez le rat où a été mesurée sur les mêmes échantillons, l'accumulation des protéines et des ARN messagers (ARNm) correspondants. Ceci a été réalisé en faisant varier l'état thyroïdien des animaux [5], ou après coarctation de l'aorte abdominale [6]. Dans les deux modèles, il existe un parallélisme entre l'accumulation de chaque forme de MHC et celle des ARNm correspondants, cette dernière précédant légèrement celle de la protéine. Ceci témoigne de l'origine pré-traductionnelle de ces modifications. L'objectif actuel est, en utilisant la technique de mesure de l'activité de transcription des noyaux in vitro [11], d'établir pour chaque gène, la part qui revient à une modification du niveau de transcription par rapport aux autres mécanismes susceptibles de réguler l'abondance des ARNm. Les implications fonctionnelles des modifications du phénotype de la myosine ont été clairement établies dans les modèles expérimentaux d'hypertrophie cardiaque, d'hypothyroïdie et d'hypersécrétion chronique d'hormone de croissance (GH) chez le rat. L'accumulation de la forme ß-MHC est associée à une amélioration du rendement de la contraction.
des ARN messagers (ARNm) correspondants. Ceci a été réalisé en faisant varier l'état thyroïdien des animaux [5], ou après coarctation de l'aorte abdominale [6]. Dans les deux modèles, il existe un parallélisme entre l'accumulation de chaque forme de MHC et celle des ARNm correspondants, cette dernière précédant légèrement celle de la protéine. Ceci témoigne de l'origine pré-traductionnelle de ces modifications. L'objectif actuel est, en utilisant la technique de mesure de l'activité de transcription des noyaux in vitro [11], d'établir pour chaque gène, la part qui revient à une modification du niveau de transcription par rapport aux autres mécanismes susceptibles de réguler l'abondance des ARNm. Les implications fonctionnelles des modifications du phénotype de la myosine ont été clairement établies dans les modèles expérimentaux d'hypertrophie cardiaque, d'hypothyroïdie et d'hypersécrétion chronique d'hormone de croissance (GH) chez le rat. L'accumulation de la forme ß-MHC est associée à une amélioration du rendement de la contraction. L'inverse s'observe au cours des hyperthyroïdies qui sont associées à l'expression exclusive de α-MHC [Revue dans 1]. L'hormone de croissance a un effet original sur les performances contractiles du myocarde qu'elle augmente, tout en conservant l'avantage d'une amélioration du rendement de la contraction précisément grâce à la phénoconversion de la myosine [12, 13]. B. Actine sarcomérique L'actine, principale protéine du filament fin du sarcomère, est également codée chez le mammifère par une famille de gènes. Il existe deux isoformes d'actine sarcomérique, la forme α-squelettique et la forme ß-cardiaque [Revue dans 1]. Chez les rongeurs, les deux formes sont co-exprimées in utero et après la naissance, l'expression de la forme α-squelettique s'effondre. Pendant les premiers jours qui suivent la création d'une coarctation de l'aorte abdominale chez le rat, on observe une brusque accumulation de l'ARNm α-squelettique, suivie d'un lent retour à la normale malgré le développement de l'hypertrophie [14], ce qui contraste avec les ARNm de ß-MHC [13], ou du FAN, dont l'accumulation persiste (voir plus bas). Les deux formes d'actine sarcomérique sont également présentes dans le cœur humain. Leur expression est, comme chez le rat, régulée au cours du développement. Cependant, en claire opposition avec ce dernier, une accumulation progressive
myosine [12, 13]. B. Actine sarcomérique L'actine, principale protéine du filament fin du sarcomère, est également codée chez le mammifère par une famille de gènes. Il existe deux isoformes d'actine sarcomérique, la forme α-squelettique et la forme ß-cardiaque [Revue dans 1]. Chez les rongeurs, les deux formes sont co-exprimées in utero et après la naissance, l'expression de la forme α-squelettique s'effondre. Pendant les premiers jours qui suivent la création d'une coarctation de l'aorte abdominale chez le rat, on observe une brusque accumulation de l'ARNm α-squelettique, suivie d'un lent retour à la normale malgré le développement de l'hypertrophie [14], ce qui contraste avec les ARNm de ß-MHC [13], ou du FAN, dont l'accumulation persiste (voir plus bas). Les deux formes d'actine sarcomérique sont également présentes dans le cœur humain. Leur expression est, comme chez le rat, régulée au cours du développement. Cependant, en claire opposition avec ce dernier, une accumulation progressive de la forme α-squelettique s'observe chez l'Homme tout au long du développement anté et post-natal. Cette forme devient même légèrement majoritaire dans le ventricule adulte. La proportion des deux formes reste inchangée dans les cardiomyopathies, que celles-ci soient primitives (cardiomyopathies dilatées), ou secondaires (cardiopathies ischémiques), démontrant que la régulation de l'expression de cette famille de protéines est insensible aux modifications hémodynamiques [15]. III. LA CA2+-ATPASE DU RÉTICULUM SARCOPLASMIQUE Comme la contraction, la relaxation du cœur soumis à une surcharge hémodynamique chronique est altérée. La diminution de la vitesse de relaxation est accompagnée d'anomalies des mouvements intra-cellulaires du calcium qui ont été mises en évidence grâce aux indicateurs fluorescents du calcium [16]. En A, 7, 5, 2.5, et 1.25 μg d'ARN ont été déposés sur chaque piste; Li : ARN purifié de foie humain. En B, 5, 2.5, et 1.25 μg d'ARN ont été déposés sur la membrane de gauche à droite; Li : foie; LV : ventricule gauche; RV ventricule droit. Il faut noter que l'intensité des signaux d'hybridation des cœurs contrôles avec la sonde spécifique de la Ca2+-ATPase du réticulum sarcoplasmique est plus forte que celle observée avec les cœurs défaillants et que pour 14, elle est plus faible
l'expression de cette famille de protéines est insensible aux modifications hémodynamiques [15]. III. LA CA2+-ATPASE DU RÉTICULUM SARCOPLASMIQUE Comme la contraction, la relaxation du cœur soumis à une surcharge hémodynamique chronique est altérée. La diminution de la vitesse de relaxation est accompagnée d'anomalies des mouvements intra-cellulaires du calcium qui ont été mises en évidence grâce aux indicateurs fluorescents du calcium [16]. En A, 7, 5, 2.5, et 1.25 μg d'ARN ont été déposés sur chaque piste; Li : ARN purifié de foie humain. En B, 5, 2.5, et 1.25 μg d'ARN ont été déposés sur la membrane de gauche à droite; Li : foie; LV : ventricule gauche; RV ventricule droit. Il faut noter que l'intensité des signaux d'hybridation des cœurs contrôles avec la sonde spécifique de la Ca2+-ATPase du réticulum sarcoplasmique est plus forte que celle observée avec les cœurs défaillants et que pour 14, elle est plus faible avec le ventricule gauche qu'avec le droit. Le rôle du réticulum sarcoplasmique (RS) dans ces modifications a été évoqué à l'occasion d'études réalisées à partir de vésicules isolées de RS. Nous avons observé dans les hypertrophies sévères du ventricule gauche du rat une diminution du captage du calcium par des homogénats de ventricule gauche, associée à une diminution du nombre de molécules de Ca2+-ATPase du RS fonctionnellement actives. Pour préciser les anomalies moléculaires responsables, la Ca2+-ATPase du RS du rat a été clonée. La présence d'une nouvelle isoforme d'ARN messager dans le cœur hypertrophié a été recherchée mais n'a pas été retrouvée. Le niveau d'expression de la Ca2+-ATPase du RS a alors été quantifié en mesurant parallèlement le niveau d'accumulation de l'ARNm et celui de la protéine. Dans l'hypertrophie sévère, les concentrations de l'ARNm et de la protéine sont abaissées d'environ 30 %, mais, compte tenu de l'hypertrophie, les quantités d'ARNm et de protéine par cœur ne sont pas modifiées. Comme pour les isomyosines, le parallélisme entre le niveau d'accumulation de l'ARNm et celui de la protéine suggère un niveau de régulation prétraductionnel. En fait, tout se passe comme si le gène de la Ca2+-ATPase du RS était insensible à
homogénats de ventricule gauche, associée à une diminution du nombre de molécules de Ca2+-ATPase du RS fonctionnellement actives. Pour préciser les anomalies moléculaires responsables, la Ca2+-ATPase du RS du rat a été clonée. La présence d'une nouvelle isoforme d'ARN messager dans le cœur hypertrophié a été recherchée mais n'a pas été retrouvée. Le niveau d'expression de la Ca2+-ATPase du RS a alors été quantifié en mesurant parallèlement le niveau d'accumulation de l'ARNm et celui de la protéine. Dans l'hypertrophie sévère, les concentrations de l'ARNm et de la protéine sont abaissées d'environ 30 %, mais, compte tenu de l'hypertrophie, les quantités d'ARNm et de protéine par cœur ne sont pas modifiées. Comme pour les isomyosines, le parallélisme entre le niveau d'accumulation de l'ARNm et celui de la protéine suggère un niveau de régulation prétraductionnel. En fait, tout se passe comme si le gène de la Ca2+-ATPase du RS était insensible à la surcharge hémodynamique. Dans le cœur humain nous avons dosé, en utilisant la sonde clonée chez le rat, l'ARNm de la Ca2+-ATPase du RS dans des échantillons de ventricules gauche et droit de cœurs explantés lors de transplantations cardiaques et de cœurs contrôles provenant de patients candidats à la transplantation mais récusés en dernière minute par les chirurgiens. Nous avons trouvé que la concentration de l'ARNm de la Ca2+-ATPase du RS était diminuée d'environ 50 dans les cœurs défaillants par rapport aux cœurs contrôles, que celle-ci soit exprimée par rapport à l'ARN ribosomal 18S (Figure 2), ou par rapport à l'ARNm des chaînes lourdes de la myosine. Cette diminution est équivalente pour les cardiomyopathies dilatées et les cardiopathies ischémiques. IV. LE FACTEUR ATRIAL NATRIURÉTIQUE Le Facteur Atrial Natriurétique (FAN) est une hormone peptidique codée par un gène unique. Il participe à la régulation à court terme de la balance hydrosodée et ainsi au contrôle des conditions de charge de la pompe cardiaque. Le gène est également exprimé dans les ventricules pendant la vie intra-utérine mais cette expression s'effondre rapidement après la naissance. Les surcharges hémodynamiques expérimentales, qu'elles soient de débit, ou de pression, induisent une réexpression marquée du gène dans
mais récusés en dernière minute par les chirurgiens. Nous avons trouvé que la concentration de l'ARNm de la Ca2+-ATPase du RS était diminuée d'environ 50 dans les cœurs défaillants par rapport aux cœurs contrôles, que celle-ci soit exprimée par rapport à l'ARN ribosomal 18S (Figure 2), ou par rapport à l'ARNm des chaînes lourdes de la myosine. Cette diminution est équivalente pour les cardiomyopathies dilatées et les cardiopathies ischémiques. IV. LE FACTEUR ATRIAL NATRIURÉTIQUE Le Facteur Atrial Natriurétique (FAN) est une hormone peptidique codée par un gène unique. Il participe à la régulation à court terme de la balance hydrosodée et ainsi au contrôle des conditions de charge de la pompe cardiaque. Le gène est également exprimé dans les ventricules pendant la vie intra-utérine mais cette expression s'effondre rapidement après la naissance. Les surcharges hémodynamiques expérimentales, qu'elles soient de débit, ou de pression, induisent une réexpression marquée du gène dans les ventricules soumis à la surcharge. Dans le modèle d'hypertension par coarctation de l'aorte abdominale, l'accumulation de l'ARNm du FAN est biphasique, avec un pic qui coïncide avec celui de l'actine a-squelettique et le pic précoce de l'ARNm de la chaîne lourde (β de la myosine, au quatrième jour (Figure 3). Ce pic est suivi d'une décroissance marquée, elle-même suivie d'une réascension, l'ARNm du FAN se stabilisant finalement à une valeur d'environ dix fois la valeur contrôle à la phase d'hypertension stable et d'hypertrrophie compensée. Cette réexpression du gène du FAN s'observe aussi dans les ventricules humains au stade de l'insuffisance cardiaque et des taux élevés d'ANF ont été retrouvés dans le sang prélevé de la veine interventriculaire antérieure, indiquant que le ventricule défaillant produit du FAN et participe ainsi à la régulation de ses propres conditions de charge. Nous avons quantifié l'ARNm du FAN dans le ventricule gauche de dix patients finalement récusés pour transplantation (cœurs contrôles) et dans celui de vingt-six patients transplantés pour insuffisance cardiaque terminale (Figure 4). Dans le ventricule de ces patients, l'ARNm du FAN était environ dix fois plus abondant que dans les ventricules contrôles. Nous avons néanmoins observé une grande dispersion des valeurs
3). Ce pic est suivi d'une décroissance marquée, elle-même suivie d'une réascension, l'ARNm du FAN se stabilisant finalement à une valeur d'environ dix fois la valeur contrôle à la phase d'hypertension stable et d'hypertrrophie compensée. Cette réexpression du gène du FAN s'observe aussi dans les ventricules humains au stade de l'insuffisance cardiaque et des taux élevés d'ANF ont été retrouvés dans le sang prélevé de la veine interventriculaire antérieure, indiquant que le ventricule défaillant produit du FAN et participe ainsi à la régulation de ses propres conditions de charge. Nous avons quantifié l'ARNm du FAN dans le ventricule gauche de dix patients finalement récusés pour transplantation (cœurs contrôles) et dans celui de vingt-six patients transplantés pour insuffisance cardiaque terminale (Figure 4). Dans le ventricule de ces patients, l'ARNm du FAN était environ dix fois plus abondant que dans les ventricules contrôles. Nous avons néanmoins observé une grande dispersion des valeurs dans les ventricules défaillants, certaines n'étant pas différentes de la valeur observée chez les contrôles, d'autres s'élevant jusqu'à soixante fois cette valeur. Nous n'avons pas observé de différence entre les cardiopathies ischémiques, les cardiomyopathies dilatées et diverses cardiopathies valvulaires. Ceci montre que l'accumulation de l'ARNm du FAN est un processus général, secondaire à la surcharge hémodynamique et non pas un processus spécifique d'un type de cardiopathie particulier. En outre, la grande dispersion des valeurs suggère une importante hétérogénéité des ventricules dans la mise en jeu de ce mécanisme d'adaptation au moment de la transplantation. IV. FACTEURS DÉCLENCHANTS ET SIGNAUX DE CROISSANCE L'existence de plusieurs facteurs déclenchants a été suspectée devant les résultats obtenus à partir des modèles in vivo, en particulier devant la dissociation temporelle et spatiale des diverses réponses. Dans le modèle de la coarctation de l'aorte abdominale du rat, les ARN messager de p-MHC, de l'actine (à-squelettique et du FAN s'accumulent avec un pic précoce au quatrième jour après la pose du clip. Mais tandis que les ARN du FAN et de ß-MHC continuent de s'accumuler tant que la surcharge persiste, l'accumulation de l'actine à-squelettique disparaît vers la fin de la première semaine. La technique d'hybridation moléculaire in
général, secondaire à la surcharge hémodynamique et non pas un processus spécifique d'un type de cardiopathie particulier. En outre, la grande dispersion des valeurs suggère une importante hétérogénéité des ventricules dans la mise en jeu de ce mécanisme d'adaptation au moment de la transplantation. IV. FACTEURS DÉCLENCHANTS ET SIGNAUX DE CROISSANCE L'existence de plusieurs facteurs déclenchants a été suspectée devant les résultats obtenus à partir des modèles in vivo, en particulier devant la dissociation temporelle et spatiale des diverses réponses. Dans le modèle de la coarctation de l'aorte abdominale du rat, les ARN messager de p-MHC, de l'actine (à-squelettique et du FAN s'accumulent avec un pic précoce au quatrième jour après la pose du clip. Mais tandis que les ARN du FAN et de ß-MHC continuent de s'accumuler tant que la surcharge persiste, l'accumulation de l'actine à-squelettique disparaît vers la fin de la première semaine. La technique d'hybridation moléculaire in situ a permis d'observer que dans les heures qui suivent la création d'une coarctation de l'aorte thoracique du rat, il existe une accumulation de l'ARNm de l'actine oc-squelettique, diffuse à tout le ventricule et même à l'oreillette gauche. L'accumulation de l'ARNm de ß-MHC survient plus tardivement, d'abord dans les couches sous-endocardiques et la région qui entoure les grosses artères coronaires sous-épicardiques [24]. Ces dissociations dans l'espace et dans le temps plaident en faveur de la multiplicité des facteurs déclenchants la reprogrammation du génome. Le rôle de l'étirement a été suspecté dans le modèle de la coarctation de l'aorte abdominale chez le rat en constatant que le pic d'accumulation de l'ARNm du FAN au quatrième jour était exactement contemporain d'une élévation transitoire de la pression télédiastolique du ventricule gauche [22]. Cette élévation, par l'intermédiaire de la distension ventriculaire qu'elle entraîne, fait de l'étirement du myocyte un candidat sérieux comme facteur déclenchant de la transcription de ce gène, et probablement aussi des autres gènes dont l'ARNm s'accumule (p-MHC, actine à-squelettique), à cette même période dans ce même modèle. L'étirement active à lui seul la synthèse des protéines et des ARN, et cet effet est plus important si le muscle se contracte. L'étirement
sous-endocardiques et la région qui entoure les grosses artères coronaires sous-épicardiques [24]. Ces dissociations dans l'espace et dans le temps plaident en faveur de la multiplicité des facteurs déclenchants la reprogrammation du génome. Le rôle de l'étirement a été suspecté dans le modèle de la coarctation de l'aorte abdominale chez le rat en constatant que le pic d'accumulation de l'ARNm du FAN au quatrième jour était exactement contemporain d'une élévation transitoire de la pression télédiastolique du ventricule gauche [22]. Cette élévation, par l'intermédiaire de la distension ventriculaire qu'elle entraîne, fait de l'étirement du myocyte un candidat sérieux comme facteur déclenchant de la transcription de ce gène, et probablement aussi des autres gènes dont l'ARNm s'accumule (p-MHC, actine à-squelettique), à cette même période dans ce même modèle. L'étirement active à lui seul la synthèse des protéines et des ARN, et cet effet est plus important si le muscle se contracte. L'étirement de cardiomyocytes isolés et maintenus en survie sur une membrane élastique est associé à des modifications phénotypiques similaires à celles que l'on observe dans les surcharges hémodynamiques [25]. La transduction du signal d'étirement au noyau pourrait faire intervenir plusieurs mécanismes tels que l'activation de la voie de l'AMP cyclique et celle des inositols phosphates, ou encore une entrée accrue de sodium. Cette transduction pourrait également être plus directe par l'intermédiaire du cytosquelette. Il est très probable qu'au stimulus mécanique s'ajoutent in vivo un ou plusieurs facteurs neurohumoraux, agissant de façon endocrine, paracrine ou autocrine. Les candidats sont le système nerveux sympathique et les catécholamines, le système rénine-angiotensine, ainsi que certains facteurs de croissance. La stimulation b-adrénergique de myocytes isolés de ventricules de rat adulte active la synthèse protéique, mais il semble que l'activité mécanique soit nécessaire à la synthèse de la myosine et de l'actine [26]. La stimulation de myocytes de ventricule de rat nouveau-né, par les agonistes b-adrénergiques, est associée à une augmentation de l'activité transcriptionnelle des noyaux et à des modifications de l'expression du phénotype cardiaque similaires à celles que l'on observe dans les modèles d'hypertrophie par surcharge hémodynamique [27]. Des résultats analogues sont observés avec certains facteurs