Il s'agit du développement d'un modèle murin qui mime, pour la première fois,
l'une des caractéristiques majeures de la cardiomyopathie hypertrophique familiale humaine. Ce modèle murin à été réalisé par l’équipe de Lucie Carrier et son équipe au sein de l'Unité Inserm 582. La cardiomyopathie hypertrophique familiale (CMH) est une maladie cardiaque caractérisée par une hypertrophie ventriculaire gauche, le plus souvent asymétrique et touchant préférentiellement le septum interventriculaire (hypertrophie septale asymétrique). S'ajoutent à cette caractéristique phénotypique majeure, une désorganisation du tissu myocardiaque et une augmentation de la fibrose interstitielle dans le tissu cardiaque.

Cette pathologie est transmise selon un mode autosomique dominant et la majorité des formes "classiques" est associée à plus de 200 mutations différentes dans 12 gènes codant des protéines sarcomériques, faisant de cette pathologie une "sarcoméropathie".
Nous avons montré précédemment les résultats suivants :

 

i) La protéine C cardiaque, protéine de liaison à la myosine, est impliquée dans la CMH1.

 

ii) la majorité des familles présentent une mutation dans le gène MYBPC3 codant la protéine C cardiaque2.

 

iii) la plupart des mutations du gène codant la protéine C cardiaque décalent le cadre de lecture et conduisent à des protéines tronquées3.

 

iv) les protéines tronquées sont instables ex vivo4 et dans le tissu myocardique de patients CMH porteurs d'une mutation qui décale le cadre de lecture5. Ceci suggère que le mécanisme de l'allèle nul conduisant à l'haploinsuffisance de protéine C cardiaque est vraisemblablement impliqué dans la pathogénie de la CMH liée à des mutations MYBPC3.

L'ensemble de ces résultats nous a conduit à développer un modèle murin déficient en protéine C cardiaque et à analyser les souris hétérozygotes, possédant un seul allèle fonctionnel, comme modèle d'haploinsuffisance. Ce modèle a été développé en collaboration avec l'équipe de Ken Chien (UCSD, La Jolla, CA), par transgénèse ciblée dans les cellules embryonnaires souches. Pour cela, les exons 1 et 2 contenants le site d'initiation de la transcription du gène codant la protéine C cardiaque ont été remplacés par le gène de résistance à la néomycine. Ceci a conduit à l'inactivation transcriptionnelle du gène.
Le phénotype moléculaire, fonctionnel et morphologique a été analysé à différents stades du développement post-natal chez les souris homozygotes (déficience complète) et hétérozygotes (déficience partielle).

 

Nos résultats montrent que l'inactivation d'un ou des deux allèles de la protéine C cardiaque conduit à des phénotypes cardiaques différents. Les souris homozygotes n'expriment pas de protéine C cardiaque (Western-blot et immunohistochimie) et développent une hypertrophie ventriculaire gauche excentrique (hypertrophie des parois et dilatation de la cavité ventriculaire) avec diminution de la fraction d'éjection vers 3-4 mois (echocardiographie), et une dysfonction diastolique après 9 mois (mesures hémodynamiques). Ceci est associé à une désorganisation des cellules myocardiques et à une augmentation de la fibrose interstitielle (histologie).

 

Les souris hétérozygotes (voir résultats dans la figure ci-après), qui ne possèdent qu'un seul allèle fonctionnel, montrent une diminution faible mais significative du taux de protéine C cardiaque dans le cœur. Ces souris développent lentement une hypertrophie ventriculaire modérée détectable seulement vers l'âge de 10-11 mois. Cette hypertrophie, associée à une augmentation importante de la fibrose interstitielle, touche principalement le septum inter-ventriculaire, comme dans la cardiomyopathie hypertrophique humaine.

 

Ces résultats montrent que les souris déficientes en protéine C cardiaque à l'état hétérozygote représentent le première modèle murin mimant une des caractéristiques majeures de la CMH humaine, qui est l'hypertrophie ventriculaire asymétrique touchant préférentiellement le septum interventriculaire.

 

1. Bonne G, Carrier L, Bercovici J, Cruaud C, Richard P, Hainque B, Gautel M, Labeit S, James M, Beckman J, Weissenbach J, Vosberg HP, Fiszman M, Komajda M and Schwartz K. Cardiac myosin binding protein-C gene splice acceptor site mutation is associated with familial hypertrophic cardiomyopathy. Nature Genet., 1995, 11:438-440.

 

2. Richard P, Charron P, Carrier L, Ledeuil C, Cheav T, Pichereau C, Benaiche A, Isnard R, Dubourg O, Burban M, Gueffet JP, Millaire A, Desnos M, Schwartz K, Hainque B and Komajda M. Hypertrophic Cardiomyopathy. Distribution of disease genes, spectrum of mutations, and implications for molecular diagnosis strategy. Circulation, 2003, 107:2227-2232.

 

3. Carrier L, Bonne G, Bahrend E, Yu B, Richard P, Niel F, Hainque B, Cruaud C, Gary F, Labeit S, Bouhour JB, Dubourg O, Desnos M, Hagège A, Trent RJ, Komajda M, Fiszman M and Schwartz K. Organization and sequence of human cardiac myosin binding protein C gene (MYBPC3) and identification of mutations predicted to produce truncated proteins in familial hypertrophic cardiomyopathy. Circ. Res., 1997, 80:427-434.

 

4. Flavigny J, Souchet M, Sébillon P, Berrebi-Bertrand I, Hainque B, Mallet A, Bril A, Schwartz K and Carrier L. COOH-terminal truncated cardiac myosin-binding protein C mutants resulting from familial hypertrophic cardiomyopathy mutations exhibit altered expression and/or incorporation in fetal rat cardiomyocytes. J Mol Biol, 1999, 294:443-456.

 

5. Vignier N, Perrot A, Schulte HD, Richard P, Sébillon P, Schwartz K, Osterziel K and Carrier L. Cardiac myosin-binding protein C and familial hypertrophic cardiomyopathy: from mutations identification to human endomyocardial proteins analysis. Circulation, 2001, 104, (suppl.):II-1.