Résumé
Dans le cœur sain, les fibroblastes cardiaques résidents fournissent un échafaudage et une structure en produisant et en dégradant en continu les composants de la matrice extracellulaire (ECM), notamment les collagènes. L'ECM sert non seulement à englober les différentes cellules du cœur, mais également en tant que plate-forme de signalisation cellulaire essentielle. La fibrose cardiaque, un thème commun à la plupart des maladies cardiaques, est le dépôt excessif d'ECM par les fibroblastes cardiaques. La condition, dans laquelle il n'existe actuellement aucun traitement, provoque une distorsion de l'architecture tissulaire, un dysfonctionnement des organes et, finalement, une insuffisance cardiaque. La biologie des fibroblastes cardiaques est devenue un domaine d'étude intrigant. Ce travail de thèse est composé de deux projets de thématiques qui se recoupent. Mon doctorat exploite les améliorations des marqueurs fibroblastiques sur de multiples organismes modèles et des technologies de pointe, pour étudier les caractéristiques des fibroblastes cardiaques sous-jacents au processus fibrotique au niveau cellulaire et épigénétique.Lors d'une lésion cardiaque, plutôt que de se régénérer, les cœurs de mammifères adultes réagissent en devenant fibrotiques. A l'inverse, la régénération cardiaque du poisson zèbre implique une fibrose qui se résorbe. Dans le premier projet de cette thèse, nous avons fourni une quantification complète des multiples types de cellules qui composent le cœur de poisson zèbre adulte, soulignant que par rapport à la souris, les cœurs de poisson zèbre ont une proportion beaucoup plus faible de fibroblastes. En outre, nous avons effectué un séquençage d'ARN unicellulaire (scRNA-seq) sur des cœurs de poisson zèbre adultes non blessés et amputés afin de découvrir les propriétés transcriptionnelles des fibroblastes cardiaques, et d'autres cellules interstitielles au cours du processus de régénération. Nous avons observé que la régulation à la hausse de l'αSMA des fibroblastes cardiaques, observée dans les modèles de régénération et d'infarctus chez la souris, est absente de la régénération du cœur du poisson zèbre. Une meilleure compréhension des mécanismes de régénération du poisson zèbre et de la résolution de la fibrose pourrait permettre d'atténuer la réponse fibrotique et le réveil régénératif chez les mammifères.Les enhancers sont des éléments régulateurs génomiques agissant en cis qui contrôlent l'expression des gènes. Le deuxième projet de ma thèse fait partie d'un consortium translationnel international qui vise à identifier des enhancers qui régulent la fibrose chronique dans le contexte de l'insuffisance cardiaque. Les expériences ATAC-seq, RNA-seq et ChIP-seq réalisées par nos partenaires ont permis de générer une liste des meilleurs enhancers candidats et de leurs gènes associés qui régulent l'activation des fibroblastes. Ces gènes d’intérêt comprennent notamment RUNX1, NRG1, ITGA11 et LTBP1. Nous avons utilisé CRISPR-Cas9 pour éliminer les séquences d'enhancers pro-fibrotiques candidats dans les cellules souches pluripotentes induites (iPSC), créant plusieurs lignées KO iPSC qui seront différenciées en fibroblastes et testées dans un tissu cardiaque modifié (EHT)-basé sur un modèle de fibrose par un autre partenaire du projet. En somme, ces études de thèse fournissent des cibles prometteuses pour les thérapies anti-fibrotiques indispensables, ainsi que des données et des outils, qui serviront à la communauté scientifique.