Analyse du métabolisme cellulaire du NAD dans un modèle de cardiomyopathie dilatée

La cardiomyopathie dilatée (CMD) est une forme de pathologie cardiaque caractérisée par une augmentation de la taille du coeur et une chute de la capacité du coeur à expulser le sang dans les autres organes qui aggrave fortement le risque de développer une insuffisance cardiaque. Les patients souffrant de CMD ont peu d’options thérapeutiques à part la greffe cardiaque en phase terminale de la maladie. Dans des résultats précédemment publiés, l’équipe d’accueil a observé dans un modèle de souris une chute du niveau d’une enzyme clé du métabolisme dans le cœur. L’équipe a montré que l’administration d’une vitamine B3, le nicotinamide riboside (NR), permet de restaurer les taux de cette enzyme dans le cœur malade et ainsi restaurer partiellement son activité. L’objectif du présent projet est d’analyser plus finement les atteintes du métabolisme de cette enzyme dans le cœur de souris développant une CMD en utilisant des biosenseurs fluorescents. Ces biosenseurs permettent de mesurer sur des cellules cardiaques isolées des souris les différentes formes de l’enzyme dans différents compartiments cellulaires.

Les résultats obtenus permettront d’avoir une compréhension fine du métabolisme de l’enzyme clé du métabolisme dans les cardiomyocytes encore jamais étudié au degré de précision qu’on peut obtenir avec des biosenseurs fluorescents, aussi bien à l’état physiologique que pathologique et nous permettra de mieux comprendre les effets du traitement à la vitamine et de l’optimiser en vue d’une translation vers la clinique dans le futur.

La totalité des animaux recevra quatre injections en début de procédure (J-15 et J1-2-3). L’une permettant l’injection de nos sensors sera réalisée sous anesthésie générale et durera 5 min et les 3 autres permettant l’inactivation de notre gène cible sous anesthésie locale dureront 30 sec. Puis les souris subiront une échographie sous anesthésie générale d’environ 5 minutes.

L’insuffisance cardiaque n’est pas un syndrome qui entraîne en soit des douleurs mais elle se manifeste surtout par une sensation de respiration inconfortable en phase avancée et une incapacité́ à̀ l’effort. Ces deux symptômes peuvent induire un stress psychique sur la souris en phase terminale. De ce fait, les souris peuvent avoir une difficulté à̀ accéder à̀ la nourriture ce qui pourrait entrainer une perte de poids.

Tous les animaux seront euthanasiés à la fin de la procédure fin de permettre la dissociation du coeur en cellules cardiques. Ceci nous permettra de réaliser des analyses de biochimie, d’imagerie et de biologie moléculaire.

Le recours à des animaux se justifie par la nécessité d’étudier la fonction cardiaque dans un contexte physiopathologique complexe et multifactoriel impliquant une circulation sanguine avec pression artérielle, une régulation neurohormonale du rythme et de la contractilité cardiaque. Les cardiomyocytes adultes primaires isolés de ces modèles ne sont pas totalement reproduits par les modèles in vitro y compris les modèles dérivés de patients humains qui au stade d’aujourd’hui ne reproduisent qu’un stade de différenciation foetal des cardiomyocytes, très loin du modèle adulte.

Une planification minutieuse basée sur un calcul de puissance et l’expertise de l’équipe ont permis l’estimation de la taille d’échantillon optimale. Ceci a permis de Réduire au maximum le nombre d’animaux utilisés tout en préservant la validité statistique de l’étude. Les analyses statistiques seront la comparaison de moyennes par un test ANOVA à 2 facteurs en accord avec notre design expérimental.

Les souris seront observées tous les jours (aucun phénotype délétère n’a jamais été détecté avant ce stade). Les cages sont changées 1 fois par semaine. Les animaux sont hébergés selon les conditions fixées par l’arrêté du 1er février 2013 fixant les conditions d’agrément, d’aménagement et de fonctionnement des établissements utilisateurs. L’expérimentateur, le personnel de l’animalerie seront informés des critères d’observation des animaux qui seront : l’état général, l’état du poil (manque d’hygiène) et un critère propre à l’étude de l’insuffisance cardiaque qui est la manifestation d’une sensation de respiration inconfortable en phase avancée et une incapacité́ à̀ l’effort. Le poids des animaux sera également relevé quotidiennement. Pour l’échographie, le gel échographique utilisé est chauffé. Après l’échographie l’animal est placé dans une cage propre sous lampe chauffante. Au moment de l’échographie les yeux des souris peuvent subir un léger dessèchement ainsi une pommade de protection sera appliqué. Après son réveil complet (environ 10 minutes), il est remis dans sa cage.

Le recours à des souris se justifie par la disponibilité des modèles transgéniques spécifiques que nous utilisons par nos études. La souris est un des modèles les plus utilisé́s en recherche biomé́dicale. La structure des tissus musculaires et cardiaques murins est très proche de celle de l’homme. De plus les souris se reproduisent rapidement et de nombreuses études ont été réaliseées chez la souris ce qui nous permettra de discuter nos résultats par rapport à nos études précédentes et d’autres études publiées. Des animaux adultes âgés de 2 à 3 mois sont utilisés car les maladies cardiovasculaires se déclarent essentiellement à l’âge adulte. Le vieillissement est toutefois un facteur de risque aggravant pour le développement d’une insuffisance cardiaque.