IDENTIFICATION ET CARACTERISATIONS FONCTIONNELLES DE VARIANTS GENETIQUES ASSOCIES AUX CARDIOPATHIES

Tuesday December 19th at 1:30 pm

Auditorium - Hexagone 172 Av. de Luminy, 13009 Marseille

Jury :
Mme Frédérique MAGDINIER - Présidente 
Mme Véronique PAQUIS-FLUCKLINGER Rapportrice 
M. Jean-Jacques SCHOTT - Rapporteur 
Mme Alice CARRIER - Examinatrice 
M. Vincent PROCACCIO - Examinateur 
M. Christophe CHEVILLARD - Directeur de thèse 

Abstract :
Chagas disease is a parasitic disease caused by Trypanosoma cruzi. It affects around 8 million people, and is divided into two phases: acute and chronic. The acute phase is generally asymptomatic, while the chronic phase develops into chronic chagasic cardiomyopathy (CCC) in 30% of cases. These are dilated cardiomyopathies characterized by the infiltration of Th1 lymphocytes into the heart, inducing a strong inflammatory response mediated by the production of Tumor Necrosis Factors alpha (TNF-α) and Interferon gamma (IFN-γ). Mitochondrial dysfunction is also observed in the cardiac tissue of CCC patients. The combination of these two observations led us to study the impact of TNF-α and IFN-γ on mitochondrial functions by stimulating human cardiomyocytes with these two cytokines. This analysis demonstrated a significant alteration in energy production and an increase in oxidative and nitrosative stress, suggesting a direct effect of TNF-α and IFN-γ on cardiac mitochondria. The development of CCCs is observed in only 30% of cases, but this percentage seems higher in some families, suggesting a genetic contribution in this pathology. We sequenced the DNA of 6 Brazilian multi-case families and identified 7 heterozygous mutations involved in inflammation and mitochondrial function. Concentrating on 3 variants localized in genes DHODH, UMPS and RPUSD3, we observed an amplified impairment of mitochondrial functions in mutated cardiomyocytes stimulated with TNF-α and IFN-γ. In conclusion, these different results illustrate the impact of pro-inflammatory cytokines on mitochondrial function which, potentially coupled with specific variants, could partially explain the development of CCCs.

Résumé :
La maladie de Chagas est une maladie parasitaire causée par Trypanosoma cruzi. Elle affecte environ 8 millions de personnes, et se divise en deux phases : aigüe et chronique. La phase aigüe est généralement asymptomatique et la phase chronique, évolue dans 30% des cas, en cardiomyopathies chagasiques chroniques (CCC). Ce sont des cardiomyopathies dilatées, caractérisées par une infiltration de lymphocytes Th1 dans le cœur induisant une forte réaction inflammatoire médiée par la production de Tumor Necrosis Factors alpha (TNF-α) et d’Interféron gamma (IFN-γ). Des dysfonctionnements mitochondriaux sont également observés dans le tissu cardiaque de patients atteints de CCC. L’association de ces deux observations nous a conduit à étudier l'impact du TNF-α et de l’IFN-γ sur les fonctions mitochondriales en stimulant des cardiomyocytes humains avec ces deux cytokines. Cette analyse a démontré une altération significative dans la production d'énergie et une augmentation du stress oxydatif et nitrosatif, suggérant un effet direct du TNF-α et de l’IFN-γ sur les mitochondries cardiaques. Le développement des CCC n'est observé que dans 30% des cas, mais ce pourcentage semble plus important dans certaines familles, suggérant une contribution génétique dans cette pathologie. Nous avons donc séquencé l'ADN de 6 familles Brésiliennes multi-cas et avons mis en évidence 7 mutations hétérozygotes impliquées dans l’inflammation et le fonctionnement mitochondrial. En nous concentrant sur 3 variants localisés dans les gènes d'intérêt DHODH, UMPS et RPUSD3, nous avons observé une altération amplifiée des fonctions mitochondriales dans des cardiomyocytes mutés stimulés par du TNF-α et de l’IFN-γ. Pour conclure, ces différents résultats illustrent l'impact des cytokines pro-inflammatoires sur la fonction mitochondriale qui, potentiellement couplés à des variants spécifiques, pourraient expliquer partiellement le développement des CCC.