Les recherches effectuées dans le laboratoire du Dr Nattel examinent les mécanismes de base contrôlant la bioélectricité cardiaque et l'arythmogenèse dans le but de découvrir de nouvelles théories pertinentes sur le plan clinique qui pourront se traduire par le développement de méthodes thérapeutiques novatrices. À cette fin, le laboratoire utilise une vaste gamme de modèles moléculaires, cellulaires et théoriques, et d'animaux entiers afin d'étudier les facteurs fondamentaux qui contrôlent l'activité électrique normale du cœur et son dérèglement dans des modèles de la maladie, et pour identifier de nouvelles cibles et de nouveaux candidats thérapeutiques. Les méthodes employées comprennent l'utilisation de modèles d'animaux entiers (y compris de petits et grands modèles animaux de maladies cardiaques humaines); l'analyse par patch clamp en configuration cellule entière ou canal isolé de fibroblastes et de cardiomyocytes isolés; l'étude de noyaux de fibroblastes et de cardiomyocytes isolés; la biochimie; l'entraînement et la culture des cellules; la biologie moléculaire; la cartographie traditionnelle et optimale; et l'utilisation de modèles mathématiques de l'activité électrique du cœur. Les manipulations effectuées comprennent des approches pharmacologiques; le transfert génétique par voie virale; la transgénèse; l'entraînement et l'instrumentation in vivo de longue durée; et l'ablation par radiofréquence. Les importantes contributions issues du groupe du Dr Nattel incluent la découverte d'un nouveau canal K+ auriculaire dans le cœur humain; le clonage, la caractérisation et l'analyse fonctionnelle de nouvelles sous-unités des canaux K+; le profilage des bases moléculaires et fonctionnelles de la fibrillation auriculaire; et l'identification d'une gamme de nouvelles cibles pour les traitements antiarythmiques médicamenteux.
Xiaoyan Qi - associée
Xiaoyan est associée de recherche. Ses tâches incluent le soutien aux étudiants et des projets personnels portant sur : l'EPS in vitro, l'imagerie calcique, la caractérisation et l'isolement des cellules, et l'analyse par patch clamp.
Ange Maguy - associée
Ange Maguy est associée de recherche et ses tâches incluent le soutien aux étudiants et des projets personnels portant sur : le transfert Western, la biochimie, la biologie moléculaire et la mise au point de protocoles de laboratoire.
Nathalie L'Heureux - technicienne (animaux)
Nathalie est responsable de la planification et de la coordination de tous les aspects techniques des expériences ainsi que des soins aux animaux et de la préparation des procédures en lien avec les animaux. Elle s'occupe de soumettre la documentation appropriée au comité de déontologie de l'ICM pour les divers projets de recherche du laboratoire. Elle joue aussi un rôle clé dans la gestion des budgets.
Chantal St-Cyr - technicienne (biologie moléculaire)
Chantal est responsable de l'infrastructure ainsi que de l'organisation et de la commande des fournitures pour la biochimie, l'analyse par patch clamp, l'imagerie et la biologie moléculaire. Elle prépare aussi les solutions, effectue du génotypage et assure le maintien des salles de culture.
Jennifer Bacchi - Directrice du Journal canadien de cardiologie et adjointe administrative du Dr Stanley Nattel
Son rôle principal consiste à assumer la direction de la rédaction du Journal canadien de cardiologie. Elle s'occupe du volet administratif du journal, s'assure que les propositions d'articles sont conformes aux instructions destinées aux auteurs et participe à la planification, à l'organisation et au suivi des questions en lien avec les thèmes et sujets principaux du journal.
Elle assure aussi un soutien administratif auprès du Dr Nattel et coordonne l'arrivée des nouveaux étudiants, tout en répondant aux demandes des étudiants actuels.
1. Les mécanismes de la fibrillation auriculaire (FA) dans des modèles in vivo. La FA est la forme la plus courante d'arythmie chez l'humain et est associée à des taux accrus de morbidité et de mortalité. Dans le cadre de ces études, nous développons des modèles animaux novateurs de FA afin d'explorer ses mécanismes sous-jacents spécifiques et d'identifier de nouvelles cibles thérapeutiques prometteuses basées sur ces mécanismes.
Les travaux dans ce domaine examinent trois hypothèses principales : 1. Le remodelage des fibres auriculaires causé par la FA est le résultat de modifications des micro-ARN qui agissent sur les fibroblastes cardiaques. 2. La signalisation modifiée des récepteurs nucléaires de l'angiotensine joue un rôle dans la FA. 3. Un entraînement en endurance soutenu à long terme produit un substrat qui favorise le maintien de la FA par une combinaison de remodelage autonome et structural.
2. Le rôle du remodelage du transporteur et du courant ionique atrial dans la FA. La FA et les pathologies qui l'entraînent modifient d'importantes propriétés bioélectriques des cellules. Ces modifications augmentent la probabilité d'une arythmie et déterminent sa réponse à une vaste gamme d'interventions thérapeutiques. Pendant ces études, nous utilisons la biologie moléculaire, l'analyse par patch clamp et l'imagerie calcique pour déterminer précisément les changements qui s'opèrent dans les mécanismes cellulaires de traitement des ions entraînant la FA et gouvernant sa réponse aux interventions médicales.
Les hypothèses précises abordées sont : 1. Les canaux K+ activés par le Ca2+ de faible conductance participent à la survenue de la FA par l'intermédiaire de différences de repolarisation auriculaire régionales et induites par le remodelage. 2. Les canaux K+ dans les fibroblastes cardiaques sont remodelés dans les paradigmes de promotion de l'AF et contrôlent le comportement prolifératif et la production de protéines de la matrice extracellulaire en modulant l'entrée de Ca2+. 3. Les canaux TRPC3 (Transient Receptor Potential 3) régulent l'entrée du Ca2+ dans les fibroblastes auriculaires et contribuent au substrat fibrotique de l'AF sous le contrôle du micro-ARN-26.
3. Les mécanismes moléculaires qui contrôlent l'arythmogenèse et la repolarisation des ventricules. Dans le cadre de ce projet, nous étudions les facteurs qui entraînent des arythmies ventriculaires mettant la vie en danger, particulièrement au niveau des canaux ioniques cardiaques qui contrôlent le retour des cellules cardiaques à leur état de repos après avoir été excitées. Les anomalies du processus déstabilisent le rythme cardiaque et peuvent mener à une mort subite chez des personnes autrement en santé.
Les hypothèses à l'étude sont : 1. Le remodelage causé par le courant de repolarisation et les changements de traitement du Ca2+ sont liés à la production d'arythmies associées à un délai de repolarisation excessif. 2. Des anomalies prolongées du rythme cardiaque causent des formes individuelles de remodelage arythmogène transmural des canaux ioniques par l'intermédiaire de mécanismes moléculaires spécifiques. 3. La composition de la sous-unité béta est un déterminant clé de la fonction des canaux K+.
1. Luo X, Pan Z, Shan H, Xiao J, Sun X, Wang N, Lin H, Xiao L, Maguy A, Qi XY, Li Y, Gao X, Dong D, Zhang Y, Bai Y, Ai J, Sun L, Lu H, Luo XY, Wang Z, Lu Y, Yang B, Nattel S. MicroRNA-26 governs profibrillatory inward-rectifier potassium current changes in atrial fibrillation. J Clin Invest. 2013 May 1;123(5):1939-51.
2. Xiao L, Koopmann TT, Ordög B, Postema PG, Verkerk AO, Iyer V, Sampson KJ, Boink GJ, Mamarbachi MA, Varro A, Jordaens L, Res J, Kass RS, Wilde AA, Bezzina CR, Nattel S. Unique Cardiac Purkinje Fiber Transient Outward Current β-Subunit Composition: A Potential Molecular Link to Idiopathic Ventricular Fibrillation. Circ Res. 2013 May 10;112(10):1310-22.
3. Dawson K, Wakili R, Ordög B, Clauss S, Chen Y, Iwasaki Y, Voigt N, Qi XY, Sinner MF, Dobrev D, Kääb S, Nattel S. MicroRNA29: a mechanistic contributor and potential biomarker in atrial fibrillation. Circulation. 2013 Apr 9;127(14):1466-75.
4. Harada M, Luo X, Qi XY, Tadevosyan A, Maguy A, Ordog B, Ledoux J, Kato T, Naud P, Voigt N, Shi Y, Kamiya K, Murohara T, Kodama I, Tardif JC, Schotten U, Van Wagoner DR, Dobrev D, Nattel S. Transient receptor potential canonical-3 channel-dependent fibroblast regulation in atrial fibrillation. Circulation. 2012 Oct 23;126(17):2051-64.
5. Nattel S, Dobrev D. The multidimensional role of calcium in atrial fibrillation pathophysiology: mechanistic insights and therapeutic opportunities. Eur Heart J. 2012 Aug;33(15):1870-7.
6. Dobrev D, Carlsson L, Nattel S. Novel molecular targets for atrial fibrillation therapy. Nat Rev Drug Discov. 2012 Mar 30;11(4):275-91.
7. Wakili R, Voigt N, Kääb S, Dobrev D, Nattel S. Recent advances in the molecular pathophysiology of atrial fibrillation. J Clin Invest. 2011 Aug;121(8):2955-68.
8. Nattel S. New ideas about atrial fibrillation 50 years on. Nature. 2002 Jan 10;415(6868):219-26.
9. Kneller J, Zou R, Vigmond EJ, Wang Z, Leon LJ, Nattel S. Cholinergic atrial fibrillation in a computer model of a two-dimensional sheet of canine atrial cells with realistic ionic properties. Circ Res. 2002 May 17;90(9):E73-87.
10. Li D, Fareh S, Leung TK, Nattel S. Promotion of atrial fibrillation by heart failure in dogs: atrial remodeling of a different sort. Circulation. 1999 Jul 6;100(1):87-95.
Depuis 2005:
2005 : Élu membre Académie des sciences, Société royale du Canada
2006 : Conférencier invité à prononcer la Kenneth W.G. Brown Memorial Lecture, Université de Toronto
2007 : Prix d’excellence Jonathan Ballon (plus prestigieuse demande de subvention de la Fondation des maladies du cœur et de l'AVC du Québec)
2009 : Prix Woldemar-Mobitz (pour le travail effectué par un étudiant, Niels Voigt) German Cardiac Society
2009 : Conférencier invité à prononcer la Ronald Campbell Lecture, Congrès sur la fibrillation auriculaire et l'insuffisance cardiaque, Bologne.
2009 : Professeur invité de marque, Centre d’excellence en recherche cardiovasculaire Heart and Stroke/Richard Lewar, Université de Toronto
2011 : Prix Michel-Sarrazin (prix d'excellence pour sa carrière en recherche), Club de Recherches Cliniques du Québec
2012 : Professeur honoraire, Harbin Medical University, Harbin, Chine
2013 : Prix du professeur invité en recherche médicale, Collège Royal des médecins et chirurgiens du Canada
2013 : Founder’s Lectureship Award, Heart Rhythm Society
2013 : Conférence de la famille Margaret et Theodore Marr sur l'électrophysiologie, Institut de cardiologie de l'Université d'Ottawa
Jennifer Bacchi
Assistant
514-376-3330 X 3587
jenniferanne.bacchi@icm-mhi.org
Membres de l'équipe
Xiaoyan Qi - associée
Xiaoyan est associée de recherche. Ses tâches incluent le soutien aux étudiants et des projets personnels portant sur : l'EPS in vitro, l'imagerie calcique, la caractérisation et l'isolement des cellules, et l'analyse par patch clamp.
Ange Maguy - associée
Ange Maguy est associée de recherche et ses tâches incluent le soutien aux étudiants et des projets personnels portant sur : le transfert Western, la biochimie, la biologie moléculaire et la mise au point de protocoles de laboratoire.
Nathalie L'Heureux - technicienne (animaux)
Nathalie est responsable de la planification et de la coordination de tous les aspects techniques des expériences ainsi que des soins aux animaux et de la préparation des procédures en lien avec les animaux. Elle s'occupe de soumettre la documentation appropriée au comité de déontologie de l'ICM pour les divers projets de recherche du laboratoire. Elle joue aussi un rôle clé dans la gestion des budgets.
Chantal St-Cyr - technicienne (biologie moléculaire)
Chantal est responsable de l'infrastructure ainsi que de l'organisation et de la commande des fournitures pour la biochimie, l'analyse par patch clamp, l'imagerie et la biologie moléculaire. Elle prépare aussi les solutions, effectue du génotypage et assure le maintien des salles de culture.
Jennifer Bacchi - Directrice du Journal canadien de cardiologie et adjointe administrative du Dr Stanley Nattel
Son rôle principal consiste à assumer la direction de la rédaction du Journal canadien de cardiologie. Elle s'occupe du volet administratif du journal, s'assure que les propositions d'articles sont conformes aux instructions destinées aux auteurs et participe à la planification, à l'organisation et au suivi des questions en lien avec les thèmes et sujets principaux du journal.
Elle assure aussi un soutien administratif auprès du Dr Nattel et coordonne l'arrivée des nouveaux étudiants, tout en répondant aux demandes des étudiants actuels.
Projet(s) de recherche
1. Les mécanismes de la fibrillation auriculaire (FA) dans des modèles in vivo. La FA est la forme la plus courante d'arythmie chez l'humain et est associée à des taux accrus de morbidité et de mortalité. Dans le cadre de ces études, nous développons des modèles animaux novateurs de FA afin d'explorer ses mécanismes sous-jacents spécifiques et d'identifier de nouvelles cibles thérapeutiques prometteuses basées sur ces mécanismes.
Les travaux dans ce domaine examinent trois hypothèses principales : 1. Le remodelage des fibres auriculaires causé par la FA est le résultat de modifications des micro-ARN qui agissent sur les fibroblastes cardiaques. 2. La signalisation modifiée des récepteurs nucléaires de l'angiotensine joue un rôle dans la FA. 3. Un entraînement en endurance soutenu à long terme produit un substrat qui favorise le maintien de la FA par une combinaison de remodelage autonome et structural.
2. Le rôle du remodelage du transporteur et du courant ionique atrial dans la FA. La FA et les pathologies qui l'entraînent modifient d'importantes propriétés bioélectriques des cellules. Ces modifications augmentent la probabilité d'une arythmie et déterminent sa réponse à une vaste gamme d'interventions thérapeutiques. Pendant ces études, nous utilisons la biologie moléculaire, l'analyse par patch clamp et l'imagerie calcique pour déterminer précisément les changements qui s'opèrent dans les mécanismes cellulaires de traitement des ions entraînant la FA et gouvernant sa réponse aux interventions médicales.
Les hypothèses précises abordées sont : 1. Les canaux K+ activés par le Ca2+ de faible conductance participent à la survenue de la FA par l'intermédiaire de différences de repolarisation auriculaire régionales et induites par le remodelage. 2. Les canaux K+ dans les fibroblastes cardiaques sont remodelés dans les paradigmes de promotion de l'AF et contrôlent le comportement prolifératif et la production de protéines de la matrice extracellulaire en modulant l'entrée de Ca2+. 3. Les canaux TRPC3 (Transient Receptor Potential 3) régulent l'entrée du Ca2+ dans les fibroblastes auriculaires et contribuent au substrat fibrotique de l'AF sous le contrôle du micro-ARN-26.
3. Les mécanismes moléculaires qui contrôlent l'arythmogenèse et la repolarisation des ventricules. Dans le cadre de ce projet, nous étudions les facteurs qui entraînent des arythmies ventriculaires mettant la vie en danger, particulièrement au niveau des canaux ioniques cardiaques qui contrôlent le retour des cellules cardiaques à leur état de repos après avoir été excitées. Les anomalies du processus déstabilisent le rythme cardiaque et peuvent mener à une mort subite chez des personnes autrement en santé.
Les hypothèses à l'étude sont : 1. Le remodelage causé par le courant de repolarisation et les changements de traitement du Ca2+ sont liés à la production d'arythmies associées à un délai de repolarisation excessif. 2. Des anomalies prolongées du rythme cardiaque causent des formes individuelles de remodelage arythmogène transmural des canaux ioniques par l'intermédiaire de mécanismes moléculaires spécifiques. 3. La composition de la sous-unité béta est un déterminant clé de la fonction des canaux K+.
Publications
1. Luo X, Pan Z, Shan H, Xiao J, Sun X, Wang N, Lin H, Xiao L, Maguy A, Qi XY, Li Y, Gao X, Dong D, Zhang Y, Bai Y, Ai J, Sun L, Lu H, Luo XY, Wang Z, Lu Y, Yang B, Nattel S. MicroRNA-26 governs profibrillatory inward-rectifier potassium current changes in atrial fibrillation. J Clin Invest. 2013 May 1;123(5):1939-51.
2. Xiao L, Koopmann TT, Ordög B, Postema PG, Verkerk AO, Iyer V, Sampson KJ, Boink GJ, Mamarbachi MA, Varro A, Jordaens L, Res J, Kass RS, Wilde AA, Bezzina CR, Nattel S. Unique Cardiac Purkinje Fiber Transient Outward Current β-Subunit Composition: A Potential Molecular Link to Idiopathic Ventricular Fibrillation. Circ Res. 2013 May 10;112(10):1310-22.
3. Dawson K, Wakili R, Ordög B, Clauss S, Chen Y, Iwasaki Y, Voigt N, Qi XY, Sinner MF, Dobrev D, Kääb S, Nattel S. MicroRNA29: a mechanistic contributor and potential biomarker in atrial fibrillation. Circulation. 2013 Apr 9;127(14):1466-75.
4. Harada M, Luo X, Qi XY, Tadevosyan A, Maguy A, Ordog B, Ledoux J, Kato T, Naud P, Voigt N, Shi Y, Kamiya K, Murohara T, Kodama I, Tardif JC, Schotten U, Van Wagoner DR, Dobrev D, Nattel S. Transient receptor potential canonical-3 channel-dependent fibroblast regulation in atrial fibrillation. Circulation. 2012 Oct 23;126(17):2051-64.
5. Nattel S, Dobrev D. The multidimensional role of calcium in atrial fibrillation pathophysiology: mechanistic insights and therapeutic opportunities. Eur Heart J. 2012 Aug;33(15):1870-7.
6. Dobrev D, Carlsson L, Nattel S. Novel molecular targets for atrial fibrillation therapy. Nat Rev Drug Discov. 2012 Mar 30;11(4):275-91.
7. Wakili R, Voigt N, Kääb S, Dobrev D, Nattel S. Recent advances in the molecular pathophysiology of atrial fibrillation. J Clin Invest. 2011 Aug;121(8):2955-68.
8. Nattel S. New ideas about atrial fibrillation 50 years on. Nature. 2002 Jan 10;415(6868):219-26.
9. Kneller J, Zou R, Vigmond EJ, Wang Z, Leon LJ, Nattel S. Cholinergic atrial fibrillation in a computer model of a two-dimensional sheet of canine atrial cells with realistic ionic properties. Circ Res. 2002 May 17;90(9):E73-87.
10. Li D, Fareh S, Leung TK, Nattel S. Promotion of atrial fibrillation by heart failure in dogs: atrial remodeling of a different sort. Circulation. 1999 Jul 6;100(1):87-95.
Liens
Prix et distinctions
Depuis 2005:
2005 : Élu membre Académie des sciences, Société royale du Canada
2006 : Conférencier invité à prononcer la Kenneth W.G. Brown Memorial Lecture, Université de Toronto
2007 : Prix d’excellence Jonathan Ballon (plus prestigieuse demande de subvention de la Fondation des maladies du cœur et de l'AVC du Québec)
2009 : Prix Woldemar-Mobitz (pour le travail effectué par un étudiant, Niels Voigt) German Cardiac Society
2009 : Conférencier invité à prononcer la Ronald Campbell Lecture, Congrès sur la fibrillation auriculaire et l'insuffisance cardiaque, Bologne.
2009 : Professeur invité de marque, Centre d’excellence en recherche cardiovasculaire Heart and Stroke/Richard Lewar, Université de Toronto
2011 : Prix Michel-Sarrazin (prix d'excellence pour sa carrière en recherche), Club de Recherches Cliniques du Québec
2012 : Professeur honoraire, Harbin Medical University, Harbin, Chine
2013 : Prix du professeur invité en recherche médicale, Collège Royal des médecins et chirurgiens du Canada
2013 : Founder’s Lectureship Award, Heart Rhythm Society
2013 : Conférence de la famille Margaret et Theodore Marr sur l'électrophysiologie, Institut de cardiologie de l'Université d'Ottawa
Contact
Jennifer Bacchi
Assistant
514-376-3330 X 3587
jenniferanne.bacchi@icm-mhi.org