Phosphorylation des Canaux Nav1.5 et Régulation de l'Excitabilité Cardiaque Normale et Pathologique – PhosphoNav

Les canaux Na+ dépendants du voltage (Nav) sont des régulateurs clefs de l’excitabilité cardiaque, et tout défaut de fonctionnement ou de régulation des canaux Nav, dans le contexte de pathologies cardiaques héréditaires ou acquises, augmente le risque de développer des arythmies potentiellement létales. Au cours de l’insuffisance cardiaque, l’inactivation des principaux canaux Nav cardiaques, les canaux Nav1.5, est altérée, conduisant à une moindre disponibilité des canaux et à une augmentation délétère du courant Na+ persistent. Parmi les principaux acteurs impliqués dans ces défauts sont l’activation de kinases, particulièrement la Ca2+/Calmodulin Kinase II (CaMKII), et la phosphorylation directe des canaux Nav1.5. Des nouvelles approches de phosphoprotéomique développées au laboratoire ont été entreprises afin d’identifier in situ les sites de phosphorylation natifs de la protéine Nav1.5 et de ses protéines partenaires/régulatrices purifiées à partir de ventricules de souris sauvages et en insuffisance cardiaque (surexprimant la CaMKIIdc dans le cœur). Ces analyses ont permis d’identifier plusieurs sites de phosphorylation natifs: dix-neuf dans la protéine Nav1.5 et un dans FGF13 (Fibroblast Growth Factor 13), une protéine partenaire clef impliquée dans la régulation de l’inactivation du canal. Parmi ces sites de phosphorylation, trois sont localisés dans le domaine C-terminal de Nav1.5 à proximité des domaines de liaison au FGF13 et à la calmoduline, une autre protéine partenaire/régulatrice clef de l’inactivation du canal, et un est localisé dans FGF13 dans le domaine de liaison aux canaux Nav. Nous avons donc émis l’hypothèse que la phosphorylation d’un ou plusieurs de ces quatre sites régule l’inactivation des canaux Nav1.5 en altérant leur interaction avec FGF13 et/ou le complexe Ca2+/calmoduline. Spécifiquement, nous testerons les hypothèses que (1) la régulation de l’inactivation des canaux Nav1.5 cardiaques par FGF13 et le complexe Ca2+/calmoduline dans des conditions physiologiques basales dépend de la phosphorylation des sérines-1884 dans Nav1.5 et -218 dans FGF13; et (2) la phosphorylation des sérines-1933 et -1984 dans Nav1.5 par la CaMKII au cours de l’insuffisance cardiaque altère l’interaction du complexe Ca2+/calmoduline et de FGF13 avec le canal ainsi que la régulation associée de l’inactivation du canal. En spécifiant les mécanismes par lesquels la phosphorylation régule la fonction des canaux Nav1.5 cardiaques, nos travaux associeront signalisation intracellulaire à excitabilité membranaire et contribueront à une meilleure compréhension du fonctionnement et du rôle des canaux Nav1.5 dans l’excitabilité cardiaque normale et pathologique, ce qui est nécessaire à l’amélioration de la prévention et du traitement des arythmies cardiaques.