Parmi les pathologies cardiaques, l'insuffisance cardiaque est en croissance constante dans les pays industrialisés. Une question a ressurgi récemment à la lumière des nouvelles connaissances "Le coeur insuffisant est-il énergie-déficient ?" (Ingwall & Weiss, 2004). De fait, l'état énergétique du myocarde du sujet insuffisant cardiaque est altéré et cette altération s'avère être un facteur pronostic de mortalité, meilleur que la classe NYHA ou la fraction d'éjection (Neubauer et al., 1997). Cependant les connaissances de la régulation du métabolisme énergétique cardiaque et musculaire accusent un retard important tant au niveau fondamental, que physiopathologique ou thérapeutique.
La cellule cardiaque ou musculaire de mammifère adulte est hautement différenciée. Chaque compartiment est une entité fonctionnelle et structurale. Sur le plan métabolique, le muscle cardiaque est un muscle essentiellement oxydatif, qui doit en permanence ajuster la fourniture d'énergie (mitochondriale) à la demande (couplage excitation-contraction), et travaille donc essentiellement en "flux tendu" (Ventura-Clapier et al., 1998). L'organisation supramoléculaire de l'architecture cellulaire entraîne des phénomènes de microcompartimentation (en particulier d'ATP et d'ADP), de canalisation métabolique et des couplages fonctionnels dont nous avons décrit l'importance pour la fonction contractile et l'énergétique musculaire dans nos travaux antérieurs (Saks & Ventura-Clapier, 1994; Ventura-Clapier et al., 1994). Toute perturbation de la balance énergétique se traduit par une altération de la contractilité, faisant de ces deux composantes un tout indissociable, et ouvrant de nouvelles perspectives thérapeutiques (Taegtmeyer, 2004).
La découverte récente par notre équipe en collaboration avec l'équipe slovaque d'une compartimentation énergétique directe entre les mitochondries et les compartiments utilisateurs d'énergie ou "conversation entre organelles" et de ses liens avec l'environnement mitochondrial a mis en évidence l'importance de l`architecture cellulaire pour le bon fonctionnement du myocarde adulte (Kaasik et al., 2001; Kaasik et al., 2003; Novotova et al., 2006). Des altérations importantes de ces réseaux d'énergie ont été décrites dans l'hypertrophie, les cardiomyopathies et l'insuffisance cardiaque (Dzeja et al., 2000; Ingwall & Weiss, 2004; Ventura-Clapier et al., 2004). Sur des souris déficientes en protéines du cytosquelette (desmine ou MLP) nous avons pu montrer, toujours en collaboration avec le laboratoire slovaque, que les modifications du cytosquelette entraînaient une désorganisation des interactions entre les mitochondries et le réticulum sarcoplasmique qui aboutissait à une dysfonction des échanges calciques et de la contraction (Wilding et al., 2006). De façon intéressante, l'insuffisance cardiaque ne survient chez ces animaux qu'à l'âge adulte, suggérant que les défauts de maturation du cardiomyocyte précipitent la survenue de l'insuffisance cardiaque.
Dans un modèle d'insuffisance cardiaque chez le rat, induite par sténose de l'aorte thoracique (De Sousa et al., 1999), nous avons récemment montré des altérations morphologiques et fonctionnelles des mitochondries et de leurs relations avec les structures consommatrices d'énergie (réticulum sarcoplasmique et myofilaments).
Ces résultats nous amènent à émettre l'hypothèse que l'organisation du cytosquelette au cours du développement postnatal joue un rôle déterminant dans l'apparition de ces micro-domaines dynamiques, dans la régulation des flux énergétiques, et donc dans l'établissement d'un fonctionnement optimal du myocarde adulte. Leur perturbation peut compromettre durablement l'équilibre énergétique du coeur adulte et participer à la défaillance cardiaque.
Bibliographie produite durant la coopération :
Publications communes depuis 2008
Articles : - F. Joubert ,J. Wilding, D.Fortin, M.Novotova, R. Ventura-Clapier, V. Veksler. Local energetic regulation of sarcoplasmic reticulum ATPase and actomyosin ATPase is differently impaired in rats with heart failure. Journal of Physiology 586:5181-5192. Article accompagné d'un éditorial. - L.Tylkova, M.Novotova, B.Taratovova, R. Ventura-Clapier, I. Zahradnik Ultrastructural remodeling of slow skeletal muscle fibers in creatine kinase deficient mice: a quantitative study. AJP Cell Physiol (article soumis).
Communications : - A.Garnier, D.Fortin, F. Joubert, M.Novotova, R. Ventura-Clapier. Dynamique mitochondriale dans le muscle strié. Effets de l'insuffisance cardiaque. Réseau " Meetochondrie " 2ème réunion, Aussois 22-24 Mai 2008. - A.Garnier, D.Fortin, F. Joubert, M.Novotova, R. Ventura-Clapier. Mitochondrial network dynamics in heart failure. Mitochondrial biology in cardiovascular Health and diseases conference. Bethesda USA 6-7 October 2008. - F. Joubert, J. Wilding, D.Fortin, V.Domergue-Dupont, M.Novotova, R. Ventura-Clapier, V. Veksler. Local energetic regulation of sarcoplasmic and myosin ATPase is differentially impaired in rats with heart failure. Mitochondrial Biology in Cardiovascular Health and Diseases conference. Bethesda USA 6-7 October 2008. - A.Garnier, D.Fortin, F. Joubert, M.Novotova, V. Veksler, R. Ventura-Clapier.Mitochondrial network dynamics in heart failure. Translational Winter Meeting on Heart Failure. Les Diablerets 28-31 january 2009.
