Rôle de PCSK9 dans le développement de la calcification valvulaire aortique via l’étude d’un modèle de souris

Le rétrécissement aortique calcifié (RAC) est une pathologie valvulaire cardiaque fréquente, caractérisée par une calcification de la valve cardiaque aortique, et pour lequel aucun traitement médical n’est à ce jour disponible. Les patients présentant une atteinte sévère sont ainsi référés en chirurgie cardiaque de Remplacement valvulaire. Ce Remplacement se fait principalement via l’implantation d’une prothèse valvulaire biologique, qui elle-même peut dégénérer avec le temps. L’hypercholestérolémie est décrite comme un facteur primordial dans le développement de la pathologie sur valve native, mais aussi de la dégénérescence des bioprothèses. La proprotéine convertase subtilisine/kexine de type 9 (PCSK9) est un protéine centrale impliquée dans le métabolisme du cholestérol, et est particulièrement impliquée dans le développement de l’hypercholestérolémie. L’objectif principal de ce projet est donc de définir le rôle de PCSK9 dans le développement de la calcification de la valve aortique native et de la bioprothèse. Cette étude permettra de confirmer que PCSK9 est une cible thérapeutique de choix pour les patients présentant un RAC.

Ce projet permettra une meilleure compréhension des mécanismes physiopathologiques impliqués dans le développement de la calcification de la valve aortique native et de la dégénérescence structurelle des bioprothèses, ainsi que l’identification de potentielles cibles thérapeutiques pour traiter les patients.

Des approches d’imagerie (échocardiographie d’une durée de 30 min, IRM et PET-scan tous deux d’une durée de 45 min) sont réalisés. Ces approches non invasives sont réalisées sous anesthésie. Des chirurgies d’implantation de matériel en sous cutanées sont réalisées (durée 15 min). Une chirurgie de constriction aortique est réalisée (durée 1h). Une injection en intra péritonéal est réalisée, ainsi qu’un injection en intra veineux d’un AAV.

L’injection d’un AAV peut être associée à des effets indésirables de type infection, perte de poids, Réduction de la mobilité ou changement de comportement des animaux, même si les données de la littérature et les précédentes expérimentations réalisées avec ce modèle et cet AAV sont rassurantes. Des chirurgies seront réalisées sur les animaux. Ces actes peuvent entrainer des effets indésirables en post chirurgie, tels que des problèmes au niveau des plaies, de la respiration, et/ou du comportement global de l’animal. Ces potentiels effets indésirables seront suivis quotidiennement en post chirurgie.

Après chaque procédure, les animaux sont euthanasiés afin de réaliser différents approches expérimentales complémentaires

La modélisation in vitro ou in silico de la pathologie valvulaire cardiaque est limitée. En effet, les valves subissent à chaque cycle cardiaque des stress mécaniques multiples (tension, pression, flux) et répétitifs, qu’il est impossible de modéliser. De plus, le retentissement sur le myocarde de la pathologie, ne peut lui non plus être modélisé in vitro ou in silico. Une approche de physiologie et pathophysiologie intégrée est donc nécessaire pour répondre aux questions auxquelles nous faisons face. La culture primaire de cellules provenant d’animaux permet de s’affranchir des problématiques liées à la sous expression de protéines in vitro.

Des analyses intermédiaires seront réalisées et permettront selon les résultats obtenus de Réduire le nombre d’animaux par conditions. De plus, selon l’avancé des expérimentations in vitro et les premiers résultats obtenus en termes de quantité de cellules disponibles, nous pourrons Réduire le nombre d’animaux traités chaque semaine, ainsi que le nombre de semaine d’expérimentation.

Les souris sont hébergées en cages ventilées (5 souris par cage), enrichies en frisottis et avec un tunnel, avec un accès à l’eau et la nourriture en continue. L’échocardiographie est une procédure d’imagerie non invasives permettant de suivre un même animal longitudinalement. Elle est réalisée sous anesthésies à l’isoflurane. Pour ce qui est des protocoles chirurgicaux, les souris recevront une analgésie appropriée à la chirurgie prévue, les animaux seront anesthésiés à l’isoflurane, la chirurgie sera réalisée sur tapis chauffant rétrocontrôlé. Après la chirurgie, les animaux seront placés dans une cage de réveil chauffé et surveillé jusqu’ai réveil complet. Une analgésie sera faite entre 4 et 6h post chirurgie. Un suivi régulier post chirurgie sera ensuite effectué afin de répertorier l’apparition de points limites. Cette approche permettra de modifier/Raffiner le protocole expérimental.

L’étude du rôle de PCSK9 dans le développement de la calcification valvulaire implique de nombreux processus et systèmes biologiques intégrés qui sont par conséquent inter-régulés. Il est donc impossible de substituer ou modéliser par des approches in-vitro ou in-silico l’ensemble de ces processus et le recours au modèle animal est donc primordial. Le modèle murin sans PCSK9 est un modèle de choix pour l’étude des mécanismes physiopathologiques impliqués dans le développement de pathologie cardiovasculaire. De nombreux outils de biochimie et de biologie moléculaire sont disponibles sur ce type de modèle. Les animaux seront utilisés à l’âge adulte (entre 10 semaines et 18 mois). A ce stade, les paramètres cardiovasculaires sont stables. Pour ce qui est de l’étude du développement de la pathologie valvulaire, qui est un phénomène au long court, un suivi à long terme est nécessaire.