Création et caractérisation fonctionnelle d’un modèle murin du syndrome de Brugada

Le syndrome de Brugada est une maladie génétique caractérisée par un risque élevé d’arythmies cardiaques et de mort subite survenant généralement chez des sujets jeunes (35-40 ans), majoritairement des hommes. Il serait impliqué dans environ 10% des morts subites dans la population générale. Ses mécanismes sont peu connus. On sait cependant qu’ils impliquent des anomalies de l’activité électrique cardiaque. Sur le plan génétique, on pense aujourd’hui que le syndrome de Brugada serait une maladie génétique complexe qui nécessiterait la combinaison de mutations sur plusieurs gènes, chaque gène prédisposant de façon plus ou moins importante à cette maladie. Parmi ces gènes, SCN5A est le plus fréquemment retrouvé (environ 25% des cas). Les mutations de ce gène conduisent à une perte de fonction de la protéine codée par ce gène. Un modèle de souris invalidée pour ce gène (souris KO) présente une perte de fonction équivalente, qui conduit à des anomalies mineures de l’activité électrique cardiaque, prédisposant à la survenue d’arythmies peu sévères. D’autres mutations sur plus de 25 autres gènes ont été identifiées, dont une mutation du gène RRAD. La fonction cardiaque de souris porteuses de la mutation du gène Rrad (souris KI) a été caractérisée : ces souris ne montrent que des anomalies mineures de l’activité électrique cardiaque et ne présentent pas d’arythmies. Dans ce contexte, nous voulons déterminer la contribution relative de ces 2 gènes de prédisposition au syndrome de Brugada dans les mécanismes physiopathologiques de ce syndrome. Pour cela, nous caractériserons la fonction cardiaque de souris avec la mutation sur le gène Rrad et l’invalidation du gène Scn5a (souris KI/KO), obtenues en croisant souris KI et souris KO.

Cette étude devrait permettre de mieux comprendre les mécanismes physiopathologiques du syndrome de Brugada, pathologie génétique complexe, en combinant pour la première fois plusieurs anomalies génétiques prédisposant à ce syndrome. Le développement d’un modèle murin plus pertinent que les modèles actuellement disponibles pourrait permettre d’identifier de nouvelles cibles thérapeutiques pour prévenir la survenue des arythmies. En effet, il n’existe pas actuellement de solution thérapeutique autre que l’implantation d’un défibrillateur chez les patients considérés les plus à risque. Ceux-ci sont cependant difficiles à identifier, et les défibrillateurs implantables ne sont pas sans risque de complications.

Dans une première étape, 80 souris seront soumises à 3 enregistrements de l’électrocardiogramme (durée de 15 min) à l’âge de 10 semaines, puis de 30 et 50 semaines, et un examen échocardiographique (15-20 min ), réalisés sous anesthésie générale. Dans une seconde étape, 40 autres souris seront soumises à une exploration électrophysiologique par cathétérisme intracardiaque, d’une durée de 15-30 min, réalisée sous anesthésie générale et analgésie, sans réveil. Enfin, en fonction des résultats obtenus, 40 souris supplémentaires pourront être implantées avec une sonde de télémétrie, sous anesthésie générale et analgésie, permettant un enregistrement de l’électrocardiogramme en continu (24 h) en condition vigile. La durée de l’intervention chirurgicale est de l’ordre de 30 min. L’âge des animaux lors de ces deux dernières étapes sera déterminé en fonction des résultats obtenus lors de la première étape.

Les souris KI et les souris KO se développent normalement et ne montrent pas de signes notables de souffrance. Sur cette base, nous n’anticipons pas de survenue d’un phénotype sévère chronique chez les souris KI/KO. On ne peut cependant pas exclure la possibilité que les souris KI/KO présentent des arythmies ventriculaires susceptibles de conduire à des morts subites, même si la fibrillation ventriculaire, généralement à l’origine de la mort subite, n’est que très rarement observée chez la souris. Par définition, la mort subite est totalement imprévisible, ce qui empêche la mise en place de points limites spécifiques. L’enregistrement de l’ECG et l’échographie (procédure 2) ne sont pas des techniques générant de la douleur mais ces examens seront cependant réalisés sous anesthésie pour éviter tout stress des souris et les maintenir en position stable. Pour les mêmes raisons, l’exploration électrophysiologique par cathétérisme intracardiaque (procédure 3) sera également réalisée sous anesthésie. Cette procédure entraine une douleur au niveau du point de ponction cutanée pour cathétériser la veine jugulaire ; celle-ci sera prévenue par une anesthésie locale. Comme toute intervention chirurgicale, l’implantation d’une sonde de télémétrie (procédure 4) peut conduire à une douleur péri- et post-opératoire qui sera prévenue par la mise en place d’une analgésie pour une durée minimale de trois jours.

A l’issue de la procédure 2 (électrocardiogramme aux âges de 10, 30 et 50 semaines + échocardiographie à 51 semaines), les souris seront mises à mort à la fin de l’examen échographique afin de prélever leur coeur pour des examens histologiques et moléculaires. A l’issue de la procédure 3 (exploration fonctionnelle par cathétérisme intracardiaque), les souris sont systématiquement mises à mort parce que cette procédure peut avoir des conséquences néfastes sur la souris. En effet, il est possible, mais difficile de suturer la veine jugulaire après avoir retiré le cathéter, ce qui nous oblige à la ligaturer pour éviter les hémorragies, perturbant ainsi le retour veineux depuis la tête de l’animal. Par ailleurs, bien que les cathéters aient un diamètre très faible (1/3-1/2 mm), ils sont suffisamment gros pour léser les valves tricuspides, ce qui peut induire une insuffisance cardiaque droite à plus ou moins long terme. La mise à mort des souris permet en outre de prélever le cœur pour des études moléculaires. A l’issue de la procédure 4 (enregistrement de l’ECG par télémétrie), les animaux seront mis à mort et leurs cœurs prélevés pour des études moléculaires.

La souris est l’espèce la plus utilisée en recherche, notamment dans le cadre de modèles de pathologies génétiques. De plus, notre équipe possède une expertise avec ce modèle sur l’ensemble des procédures nécessaires au projet (ECG, échocardiographie, cathétérisme intracardiaque, télémétrie). Enfin, plus spécifiquement dans le cadre de ce projet, la création du nouveau modèle repose sur l’utilisation de 2 modèles de souris déjà existants. L’étude sera réalisée avec des souris adultes dans la mesure où la pathologie chez l’humain n’est que rarement détectée chez les enfants ou les adolescents.