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Both insulin and amino acids lead to the activation of the mTOR/p70S6K pathway in the heart. The molecular mechanisms involved in the insulin pathway are well-known. By contrast, the pathway by which the amino acids induce the activation of mTOR/p70S6K need to be fully elucidated. In this study, we attempted to highlight variations in the regulation of cardiac p70S6K during the postnatal development. First, we studied the effects of two amino acids, leucine and glutamine, as well as insulin, on p70S6K activation in the heart of NMRI mice of 2, ¾ and 12 weeks of age. Hearts from overnight fasted mice were perfused by the Langendorff method. In parallel, similar experiments have been done in adult and newborn rat cardiomyocytes in primary culture. We showrd that insulin and leucine significantly increased p70S6K activation and phosphorylation in all ages and in both models. However, we noticed a difference in sensitivity towards insulin and leucine. Indeed, in the two weeks-old mice, leucine had a more important effect than insulin and this phenomenon is reversed at the adult stage. In parallel, we observed an opposite effect of glutamine on p70S6K regulation in the adult cardiomyocytes compared to those of newborn. Indeed, in the latter, glutamine induced p70S6K activation whereas, it became an inactivator of the same protein kinase at 12 weeks. PKB, which is responsible of the insulin-dependent activation of p70S6K, is clearly not involved in these amino acids effects. Indeed PKB seemed to be insensitive to leucine and glutamine in both models. Moreover, we tried to elucidate the molecular mechanisms implicated in the activation of p70S6K by leucine in adult hearts. We used rapamycin which is an mTOR inhibitor, and two PI3K inhibitors, wortmannin and LY294002. These experiments, together with recent results obtained in the lab, demonstrated that leucine activated cardiac p70S6K via a PI3K-like/PDK1/mTOR-dependent but PKB independent pathway. L'insuline, tout comme les acides aminés mène à l'activation de la voie mTOR/p70S6K cardiaque. Contrairement à la voie de signalisation impliquée dans les effets de l'insuline qui est quasi totalement identifiée, la voie empruntée par les acides aminés contient encore beaucoup d'inconnues. Dans cette étude, nous avons tout d'abord tenté de mettre en évidence des variations de la régulation de la p70S6K cardiaque au cours du développement post-natal. Pour ce faire, nous avons étudié les effets des deux acides aminés, la leucine et la glutamine, ainsi que de l'insuline dans l'activation de la p70S6K cardiaque de souris NMRI de 2, 3/4 et 12 semaines. Les cœurs ont été perfusés par la méthode dite de Langendorff. Des expériences similaires ont été également conduites dans des cardiomyocytes de rats adultes et nouveaux-nés en culture primaire. Nous avons démontré que l’insuline et la leucine induisent bien la phosphorylation et l'activation de la p70S6K à tous les âges et ceci dans les deux modèles. Nous avons de plus remarqué qu'il existait une différence de sensibilité envers l'insuline et la leucine. En effet, chez la souris de 2 semaines, la leucine aurait un effet plus important que l'insuline sur l'activation et la phosphorylation de la p70S6K cardiaque alors que ce phénomène s'inverse au stade adulte. En parallèle nous avons observé un effet opposé de la glutamine sur la régulation de la p70S6K dans les cardiomyocytes adultes par rapport à ceux de nouveaux-nés. En effet, chez ces derniers, elle induit clairement une activation alors qu'à 12 semaines, elle serait plutôt inhibitrice de la p70S6K. La PKB qui est responsable de l'activation insulino-dépendante de la p70S6K, ne peut expliquer toutes ces différences de sensibilité aux acides aminés. La PKB semble, en effet, tout à fait insensible à la leucine et à la glutamine, quel que soit le modèle. Dans un second temps, nous avons tenté d'élucider les mécanismes moléculaires impliqués dans l'activation de la p70S6K cardiaque par la leucine chez l'adulte. L'utilisation de différents inhibiteurs en association aux travaux récents du laboratoire d'accueil, nous ont permis de démontrer que la leucine activait la p70S6K via une voie de signalisation dépendante d'une triade PI3K-like/PDK1/mTOR, indépendante de PKB et clairement différente de la voie de signalisation de l'insuline.

Ribosomal Protein S6 Kinases --- Leucine --- Protein Synthesis Inhibitors --- Heart --- Mice --- Leucine --- Leucine --- Myocytes, Cardiac

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Wound Healing --- CELLS --- Mitosis --- CELL CULTURE --- PROTEIN SYNTHESIS --- ANIMAL CELLS --- Vascular Grafting --- CICATRIZATION --- MITOSIS --- Protein Synthesis Inhibitors --- Cell Division --- CELL DIVISION --- PLANT CELLS --- CARCINOGENESIS --- GRAFTING --- NARCOSIS --- INHIBITION --- Wound Healing --- CELLS --- Mitosis --- CELL CULTURE --- PROTEIN SYNTHESIS --- ANIMAL CELLS --- Vascular Grafting --- CICATRIZATION --- MITOSIS --- Protein Synthesis Inhibitors --- Cell Division --- CELL DIVISION --- PLANT CELLS --- CARCINOGENESIS --- GRAFTING --- NARCOSIS --- INHIBITION