Détermination des propriétés biophysiques et pharmacologiques des canaux potassiques cardiques : importance des sous-unités [alpha] et [bêta]

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal

Differential Association between HERG and KCNE1 or KCNE2

The small proteins encoded by KCNE1 and KCNE2 have both been proposed as accessory subunits for the HERG channel. Here we report our investigation into the cell biology of the KCNE-HERG interaction. In a co-expression system, KCNE1 was more readily co-precipitated with co-expressed HERG than was KCNE2. When forward protein trafficking was prevented (either by Brefeldin A or engineering an ER-retention/retrieval signal onto KCNE cDNA) the intracellular abundance of KCNE2 and its association with HERG markedly increased relative to KCNE1. HERG co-localized more completely with KCNE1 than with KCNE2 in all the membrane-processing compartments of the cell (ER, Golgi and plasma membrane). By surface labeling and confocal immunofluorescence, KCNE2 appeared more abundant at the cell surface compared to KCNE1, which exhibited greater co-localization with the ER-marker calnexin. Examination of the extracellular culture media showed that a significant amount of KCNE2 was extracellular (both soluble and membrane-vesicle-associated). Taken together, these results suggest that during biogenesis of channels HERG is more likely to assemble with KCNE1 than KCNE2 due to distinctly different trafficking rates and retention in the cell rather than differences in relative affinity. The final channel subunit constitution, in vivo, is likely to be determined by a combination of relative cell-to-cell expression rates and differential protein processing and trafficking

Rock glaciers and mountain hydrology: A review

This is the author accepted manuscript. The final version is available from Elsevier via the DOI in this record.In mountainous regions, climate change threatens cryospheric water resources, and understanding all components of the hydrological cycle is necessary for effective water resource management. Rockglaciers are climatically more resilient than glaciers and contain potentially hydrologically valuable ice volumes, and yet havereceived lessattention, even though rock glacier hydrologicalimportance may increase under future climate warming. In synthesising data from a range of global studies, we provide the first compre-hensive evaluation of the hydrological role played by rock glaciers. Weevaluate hydrological significanceover a range of temporal and spatial scales, alongsidethe complex multiple hydrological processes with which rock glaciers can interact diurnally, seasonally, annually, decadally and both at local and regional extents.We report that although no global-extent, complete inventory for rock glaciers exists currently, recent research efforts have greatly elaborated spatialcoverage.Using these research papers,we synthe-sise information on rock glacier spatial distribution, morphometric characteristics, surface and subsurface features, ice-storage and hydrological flow dynamics, water chemistry, and future resilience, from which we provide the first comprehensive evaluation of their hydrological contribution. We identify and discuss long-, intermediate-and short-term timescales for rock glacier storage, allowing a more balanced assess-ment of the contrasting perspectives regarding the relative significance of rock glacier-derived hydrological contributions compared to other water sources.We show that further empirical observations are required to gain a deeper hydrological understanding of rock glaciers, in terms of(i) their genesis and geomorpho-logical dynamics (ii) total ice/water volume; (iii) water discharge; and (iv) water quality. Lastly, we hypothesisethat at decadal and longer timescales, under future climate warming, degradation of ice within rock glaciers may represent an increasing hydrological contribution to downstream regions, and thus in-creased hydrological significance while rock glacier water stores persist.Royal Geographical SocietyNatural Environment Research Council (NERC

Ionic mechanisms limiting cardiac repolarization-reserve in humans compared to dogs.

The species-specific determinants of repolarization are poorly understood. This study compared the contribution of various currents to cardiac repolarization in canine and human ventricle. Conventional microelectrode, whole-cell patch-clamp, molecular biological and mathematical modelling techniques were used. Selective IKr block (50–100 nmol l−1 dofetilide) lengthened AP duration at 90% of repolarization (APD90) >3-fold more in human than dog, suggesting smaller repolarization reserve in humans. Selective IK1 block (10 μmol l−1 BaCl2) and IKs block (1 μmol l−1 HMR-1556) increased APD90 more in canine than human right ventricular papillary muscle. Ion current measurements in isolated cardiomyocytes showed that IK1 and IKs densities were 3- and 4.5-fold larger in dogs than humans, respectively. IKr density and kinetics were similar in human versus dog. ICa and Ito were respectively ∼30% larger and ∼29% smaller in human, and Na+–Ca2+ exchange current was comparable. Cardiac mRNA levels for the main IK1 ion channel subunit Kir2.1 and the IKs accessory subunit minK were significantly lower, but mRNA expression of ERG and KvLQT1 (IKr and IKsα-subunits) were not significantly different, in human versus dog. Immunostaining suggested lower Kir2.1 and minK, and higher KvLQT1 protein expression in human versus canine cardiomyocytes. IK1 and IKs inhibition increased the APD-prolonging effect of IKr block more in dog (by 56% and 49%, respectively) than human (34 and 16%), indicating that both currents contribute to increased repolarization reserve in the dog. A mathematical model incorporating observed human–canine ion current differences confirmed the role of IK1 and IKs in repolarization reserve differences. Thus, humans show greater repolarization-delaying effects of IKr block than dogs, because of lower repolarization reserve contributions from IK1 and IKs, emphasizing species-specific determinants of repolarization and the limitations of animal models for human disease

Changes in Intracellular Na+ following Enhancement of Late Na+ Current in Virtual Human Ventricular Myocytes

The slowly inactivating or late Na+ current, INa-L, can contribute to the initiation of both atrial and ventricular rhythm disturbances in the human heart. However, the cellular and molecular mechanisms that underlie these pro-arrhythmic influences are not fully understood. At present, the major working hypothesis is that the Na+ influx corresponding to I(Na-L)significantly increases intracellular Na+, [Na]; and the resulting reduction in the electrochemical driving force for Na+ reduces and (may reverse) Na+/Ca2+ exchange. These changes increase intracellular Ca2+, [Ca2+]; which may further enhance I(Na-L)due to calmodulindependent phosphorylation of the Na+ channels. This paper is based on mathematical simulations using the O'Hara et al (2011) model of baseline or healthy human ventricular action potential waveforms(s) and its [Ca2(+)]; homeostasis mechanisms. Somewhat surprisingly, our results reveal only very small changes (<= 1.5 mM) in [Na] even when INa-L is increased 5-fold and steady-state stimulation rate is approximately 2 times the normal human heart rate (i.e. 2 Hz). Previous work done using well-established models of the rabbit and human ventricular action potential in heart failure settings also reported little or no change in [Na] when I(Na-L)was increased. Based on our simulations, the major short-term effect of markedly augmenting I(Na-L)is a significant prolongation of the action potential and an associated increase in the likelihood of reactivation of the L-type Ca2+ current, Ica-L. Furthermore, this action potential prolongation does not contribute to [Na]; increase.This work was supported by (i) the "VI Plan Nacional de Investigacion Cientifica, Desarrollo e Innovacion Tecnologica" from the Ministerio de Economia y Competitividad of Spain (grant number TIN2012-37546-C03-01) and the European Commission (European Regional Development Funds-ERDF-FEDER), (ii) by the Direccion General de Politica Cientifica de la Generalitat Valenciana (grant number GV/2013/119), and by (iii), Programa Prometeo (PROMETEO/2016/088) de la Conselleria d'Educacio Formacio I Ocupacio, Generalitat Valenciana. The funders had no role in study design, data collection and analysis, decision to publish, or preparation of the manuscript.K Cardona; Trénor Gomis, BA.; W Giles (2016). Changes in Intracellular Na+ following Enhancement of Late Na+ Current in Virtual Human Ventricular Myocytes. PLoS ONE. 11(11). https://doi.org/10.1371/journal.pone.0167060S111

Caractérisation des processus de transferts et d’interactions entre les compartiments hydrologiques, hydrogéologiques et cryosphériques d’un bassin versant andin semi-aride soumis à une forte variabilité climatique (Vallée de l’Elqui – Chili)

The north Chile is affected by an arid to semi-arid climate, associated with a strong seasonal to inter-annual variability. In this region, while mountainous areas are supporting low areas, the availability of water resources remains limited. In order to improve the water management in these basins, it is necessary to precise how the high areas support the low areas, and to characterize water transfers and interaction processes between the constitutive compartments of the hydrosystem. This work concern the characterization of the hydrodynamic behavior of the Elqui watershed from the headwaters, in the Andes, to the valleys, ranging between 500 and 2000 m.a.s.l.In the headwaters, the interactions processes between cryospheric and hydrologic compartments and their impact on water transfers to the low areas are characterized. The behavior of unglacierized or partially glacierized watershed is also studied. In the low area of the watershed, the study mainly considers groundwater-surface water interactions under semi-arid context and the impact of the climatic variability on these processes. This study is based on more than 40 years of hydro-meteorological data available in the lower zone of the basin, completed by hydrological measurements in the upper zone (> 2000 m.a.s.l.) and chemical (majors and traces elements) and isotopic samples (²D, 18O) over the whole study area realized between 2011 and 2013.This work demonstrated that the conceptual model of the Elqui basin hydrological behavior, generally accepted, was incomplete. In the high area (> 2000 m.a.s.l.), the study of a glacierized watershed show that the function of the cryosphere overpass the water production with some compartments storing water during humid periods and draining their water content during dry periods. This process buffers the temporal variability of precipitations and melting rates in the high area. Physico-chemical analysis, allows to identify some ignored aquifer compartments, as the volcanic and plutonic compartments. The results of this study improve the knowledge about interactions processes between cryospheric, hydrologic and hydrogeologic compartments, which precise the hydrological functioning of the high area. The interpretation of the hydrological behavior of the high altitude area allows to better understand the way that it support the low area, and the way that climate variability may affects it.In the low area, results show that the groundwater-surface water interaction potential is good between alluvial and hydrological compartments, but also between the plutonic and the alluvial compartments. The study of hydro-meteorological and physico-chemical data allowed to characterize the type of exchanges that take place between groundwater and surface water. In some sectors the main process is the recharge of the alluvial compartment by the hydrological compartment, while in other sectors the processes show a seasonal variability with periods of alluvial compartment recharge and periods of hydrological compartment support. The answer of these processes face to climatic and anthropic forcing will constrain the evolution of the availability and quality of the water resources in the Elqui basin. Finally, the results of this study will certainly allow to better anticipate the future modifications of the semi-arid mountainous watershed hydrological functioning.Le nord du Chili est soumis à un contexte climatique aride à semi-aride présentant une variabilité saisonnière et inter-annuelle forte. Dans cette région les zones de haute altitude soutiennent les parties plus basses des bassins versants, mais la ressource en eau reste malgré tout limitée. Afin d'améliorer les méthodes de gestion de l'eau dans ces bassins versants, il est important de préciser le rôle des zones de haute altitude dans le soutien des parties basses, mais aussi de caractériser les modalités de transfert et d'interaction entre les compartiments constitutifs de l'hydrosystème. Ce travail porte sur la caractérisation du fonctionnement hydrologique du bassin versant de l'Elqui depuis la tête de bassin, située au cœur de la cordillère des Andes, jusqu'aux vallées de la zone inférieure situées entre 500 et 2000 mètres d'altitude. En tête de bassin, les processus d'interaction entre les compartiments cryosphériques, hydrologiques et hydrogéologiques, et leurs impacts sur le transfert des masses d'eau vers l'aval de la zone d'étude sont caractérisés. Le comportement hydrologique des sous bassins versant partiellement ou non‑englacés est également étudié. Dans la zone inférieure du bassin, l'étude porte principalement sur les processus d'interactions surface-souterrain en contexte semi‑aride et sur les impacts des forçages climatiques et anthropiques sur ces derniers. Cette étude s'appuie sur plus de 40 ans de données hydro-météorologiques disponibles sur la zone inférieure du bassin, complétés par des mesures hydrologiques sur la zone supérieure (> 2000 mètres d'altitude) et des prélèvements chimiques (majeurs et traces) et isotopiques (²D, 18O) sur la totalité de la zone d'étude, réalisés entre 2011 et 2013.Ces travaux ont montré que le modèle conceptuel de fonctionnement du bassin versant de l'Elqui généralement accepté était incomplet. Dans la zone supérieure, l'étude d'un bassin versant englacé a permis de montrer que le rôle de la cryosphère dépasse la fonction de production d'eau, avec certains compartiments stockant temporairement de l'eau en période humide et la libérant en période sèche. Ce processus permet d'amortir la variabilité temporelle des précipitations et du taux de fonte en altitude. Les analyses physico-chimiques réalisées dans le bassin versant ont également permis d'identifier des compartiments aquifères ignorés jusqu'à maintenant, comme les compartiments volcanique et plutonique. En améliorant les connaissances sur les processus d'interactions entre compartiments cryosphériques, hydrologiques et hydrogéologiques, les résultats de ce travail ont apporté des précisions sur le fonctionnement hydrologique de la zone de haute altitude. Cela a permis l'estimation des impacts potentiels de la variabilité climatique sur ces processus d'interactions et leurs conséquences sur la disponibilité et la qualité de la ressource. Dans la zone inférieure, la caractérisation des interactions surface-souterrain a montré qu'il existe un fort potentiel d'interaction entre le compartiment hydrologique et le compartiment alluvial, mais également entre le compartiment alluvial et le socle plutonique. L'étude des données hydrologiques et physico-chimiques a permis de caractériser le type d'échanges se déroulant entre les compartiments. Dans certains secteurs le processus dominant est la recharge du compartiment alluvial par le compartiment hydrologique, tandis que pour d'autres il existe une alternance entre période de drainage du compartiment alluvial par le compartiment hydrologique et période de recharge du compartiment alluvial. La réponse de ces processus face aux impacts des forçages climatiques et anthropiques contraindra la disponibilité et la qualité de la ressource dans les années à venir. Ainsi, les résultats apportés par ce travail permettront certainement de mieux anticiper les modifications futures du fonctionnement hydrologique des bassins versant montagneux en contexte semi-arides

Étude rétrospective de 183 cas de thromboses veineuses profondes du réseau cave supérieur

Les thromboses veineuses profondes des veines du réseau cave supérieur représentent 2 % de l'ensemble des thromboses veineuses profondes. Cette étude rétrospective concerne 183 cas de thrombose axillo sous clavière ou jugulaire diagnostiquée par l'Unité d'Angiologie d'Urgence du CHU de Grenoble de 1981 à 1989. Il s'agit de 122 hommes et 66 femmes. La moyenne d'âge est de 50,4 ans avec des extrêmes de 0,4 à 99. Oedème et/ou douleur sont présents dans 95 % des cas. Il existe un syndrome infectieux associé dans 43 % des cas. Le diagnostic repose actuellement sur l'échodoppler. Une phlébographie, une échographie trans-oesophagienne ou un examen tomodensitométrique peuvent être utiles pour le diagnostic d'extension à la veine cave supérieure. Les données biologiques ne sont d'aucune utilité au diagnostic positif. Un cathéter veineux est responsable de la thrombose pour 68 % de nos patients. Les autres étiologies rencontrées sont le syndrome du défilé thoraco-brachial 3,2 % et les pathologies néoplasiques (médiastinales, ORL, des seins ou de l'apex pulmonaire 34 %). Des pathologies générales plus rares (lupus, anomalie de l'hémostase) peuvent se rencontrer (14,5 %). La découverte d'une pathologie sous-jacente est donc beaucoup plus fréquente pour les thromboses du réseau cave supérieur que pour le réseau cave inférieur. L'existence d'une embolie pulmonaire associée n'est pas exceptionnelle (4,5 %). Nous rapportons un cas d'embolie pulmonaire grave chez un patient de 25 ans après thrombose sous clavière dans le cadre d'un syndrome du défilé. Il faut donc évoquer la possibilité d'une embolie pulmonaire en présence d'une thrombose cous clavière et/ou jugulaire. A l'inverse, il faut rechercher systématiquement une thrombose du membre supérieur en présence d'une embolie pulmonaire sans foyer emboligène au membre inférieur. Le traitement repose sur les anticoagulants, la contention élastique et la rééducation. La durée du traitement anticoagulant n'est pas parfaitement codifiée. L'évolution est fortement liée à la prise en charge de la cause (ablation d'un cathéter (indispensable en cas de bactériémie persistante), traitement d'un cancer ... ). Parmi les sujets qui réapparaissent dans le registre de la maladie thrombo-embolique, 18 sujets, en 5 ans en moyenne, font une récidive de thrombose veineuse profonde dont le quart s'accompagne d'une embolie pulmonaire avec un total de 7 % de décès. Cette étude montre la fréquence et les risques des thromboses veineuses des membres supérieurs. En présence d'un cathéter veineux à demeure, une prévention des thromboses veineuses, par anticoagulants oraux à faible dose (INR entre 1,5 et 2) ou héparine de bas poids moléculaires, paraît indispensable

Détermination des propriétés biophysiques et pharmacologiques des canaux potassiques cardiques : importance des sous-unités [alpha] et [bêta]

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal