Soutenance de thèse de Amélie GASTE

Les valves cardiaques sont essentielles pour maintenir un flux sanguin unidirectionnel. Il est maintenant bien établi que les contraintes de cisaillement jouent un rôle important dans le contrôle de la physiologie et de la physiopathologie des feuillets valvulaires. Dans ce projet, nous essayons de comprendre le lien entre contrainte mécanique et réponse biologique. L’utilisation d’un modèle in vitro nous permettant d’appliquer des forces de cisaillement à la surface des cellules valvulaires et d’un modèle de souris invalidant le gène Egfr dans les cellules valvulaires nous a permis de montrer que le récepteur EGFR et son ligand EGF activent la voie des MAP Kinases en réponse à un flux. Cette voie contrôle l’expression du facteur de transcription mécanosensible Egr1 nécessaire à l’activation du gène Nos3 et du NO, essentiel à la régulation de l'homéostasie de la valve. La délétion du gène Egfr dans les cellules valvulaires chez la souris, conduit à une hypertrophie des feuillets de la valve aortique causée par une augmentation de la prolifération cellulaire. L’absence de Egfr conduit également à une dérégulation de l’expression de gènes codant pour des protéines de la matrice extracellulaire comme versican et Col3a1 mais aussi à la diminution de la transcription des gènes Egr1, et Nos3. Notre étude montre donc que la voie EGF/EGFR est importante pour le développement des valves et qu’elle est impliquée dans la mécanotransduction du flux, avec l’activation de la voie MAP kinases ERK1/2 régulant l’expression du facteur de transcription EGR1 et de l’enzyme NOS3. Ainsi, nos résultats permettent de mieux comprendre les mécanismes qui conduisent à la dégénérescence valvulaire.

Heart valves control unidirectional blood flow within the heart during the cardiac cycle. It is well established that shear stress controls the physiology and pathophysiology of the valve leaflets. In this study, we investigated the link between mechanical stress and biological response in valve cells. We used a unique fluid activation device that applies physiologically relevant pulsatile wall shear stress, and a mouse model to specifically knockdown Egfr in valve cells to demonstrate that the EGFR receptor as well as its ligand EGF activates the MAPK pathway in response to the flow. This pathway controls the expression of the mechanosensitive transcription factor Egr1, which subsequently activates Nos3 expression and NO, essential for valve homeostasis regulation. The deletion of Egfr in interstitial valvular cells leads to enlargement of the aortic valve leaflets caused by increased cell proliferation. This enlargement is associated with a dysregulation of the expression of genes encoding extracellular matrix proteins such as versican and Col3a1. We also identified a downregulation of the expression of Egr1, as well as the Nos3 gene. Our study therefore shows that the EGF/EGFR pathway is important for valve development and that it is involved in flow mechanotransduction, with activation of the MAP kinase ERK1/2 pathway regulating the expression of the transcription factor EGR1 and the NOS3 enzyme. Thus, our results provide a better understanding of the mechanisms that lead to valve degeneration.