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Renard E, Walton RD, Benoist D, Brette F, Bru-Mercier G, Chaigne S, Charron S, Constantin M, Douard M, Dubes V, Guillot B, Hof T, Magat J, Martinez ME, Michel C, Pallares-Lupon N, Pasdois P, Récalde A, Vaillant F, Sacher F, Labrousse L, Rogier J, Kyndt F, Baudic M, Schott JJ, Barc J, Probst V, Sarlandie M, Marionneau C, Ashton JL, Hocini M, Haïssaguerre M, Bernus O. Functional Epicardial Conduction Disturbances Due to a SCN5A Variant Associated With Brugada Syndrome. JACC Clin Electrophysiol 2023; 9:1248-1261. [PMID: 37227351 PMCID: PMC10406612 DOI: 10.1016/j.jacep.2023.03.009] [Citation(s) in RCA: 3] [Impact Index Per Article: 3.0] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Grants] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 02/03/2023] [Revised: 03/06/2023] [Accepted: 03/10/2023] [Indexed: 05/26/2023]
Abstract
BACKGROUND Brugada syndrome is a significant cause of sudden cardiac death (SCD), but the underlying mechanisms remain hypothetical. OBJECTIVES This study aimed to elucidate this knowledge gap through detailed ex vivo human heart studies. METHODS A heart was obtained from a 15-year-old adolescent boy with normal electrocardiogram who experienced SCD. Postmortem genotyping was performed, and clinical examinations were done on first-degree relatives. The right ventricle was optically mapped, followed by high-field magnetic resonance imaging and histology. Connexin-43 and NaV1.5 were localized by immunofluorescence, and RNA and protein expression levels were studied. HEK-293 cell surface biotinylation assays were performed to examine NaV1.5 trafficking. RESULTS A Brugada-related SCD diagnosis was established for the donor because of a SCN5A Brugada-related variant (p.D356N) inherited from his mother, together with a concomitant NKX2.5 variant of unknown significance. Optical mapping demonstrated a localized epicardial region of impaired conduction near the outflow tract, in the absence of repolarization alterations and microstructural defects, leading to conduction blocks and figure-of-8 patterns. NaV1.5 and connexin-43 localizations were normal in this region, consistent with the finding that the p.D356N variant does not affect the trafficking, nor the expression of NaV1.5. Trends of decreased NaV1.5, connexin-43, and desmoglein-2 protein levels were noted; however, the RT-qPCR results suggested that the NKX2-5 variant was unlikely to be involved. CONCLUSIONS This study demonstrates for the first time that SCD associated with a Brugada-SCN5A variant can be caused by localized functionally, not structurally, impaired conduction.
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Affiliation(s)
- Estelle Renard
- IHU LIRYC, L'Institut de Rythmologie et Modélisation Cardiaque, Fondation Bordeaux Université, Bordeaux, France; Université Bordeaux, Inserm, Centre de Recherche Cardio-Thoracique de Bordeaux U1045, Bordeaux, France.
| | - Richard D Walton
- IHU LIRYC, L'Institut de Rythmologie et Modélisation Cardiaque, Fondation Bordeaux Université, Bordeaux, France; Université Bordeaux, Inserm, Centre de Recherche Cardio-Thoracique de Bordeaux U1045, Bordeaux, France
| | - David Benoist
- IHU LIRYC, L'Institut de Rythmologie et Modélisation Cardiaque, Fondation Bordeaux Université, Bordeaux, France; Université Bordeaux, Inserm, Centre de Recherche Cardio-Thoracique de Bordeaux U1045, Bordeaux, France
| | - Fabien Brette
- IHU LIRYC, L'Institut de Rythmologie et Modélisation Cardiaque, Fondation Bordeaux Université, Bordeaux, France; Université Bordeaux, Inserm, Centre de Recherche Cardio-Thoracique de Bordeaux U1045, Bordeaux, France
| | - Gilles Bru-Mercier
- IHU LIRYC, L'Institut de Rythmologie et Modélisation Cardiaque, Fondation Bordeaux Université, Bordeaux, France; Université Bordeaux, Inserm, Centre de Recherche Cardio-Thoracique de Bordeaux U1045, Bordeaux, France
| | - Sébastien Chaigne
- IHU LIRYC, L'Institut de Rythmologie et Modélisation Cardiaque, Fondation Bordeaux Université, Bordeaux, France; Université Bordeaux, Inserm, Centre de Recherche Cardio-Thoracique de Bordeaux U1045, Bordeaux, France
| | - Sabine Charron
- IHU LIRYC, L'Institut de Rythmologie et Modélisation Cardiaque, Fondation Bordeaux Université, Bordeaux, France; Université Bordeaux, Inserm, Centre de Recherche Cardio-Thoracique de Bordeaux U1045, Bordeaux, France
| | - Marion Constantin
- IHU LIRYC, L'Institut de Rythmologie et Modélisation Cardiaque, Fondation Bordeaux Université, Bordeaux, France; Université Bordeaux, Inserm, Centre de Recherche Cardio-Thoracique de Bordeaux U1045, Bordeaux, France
| | - Matthieu Douard
- IHU LIRYC, L'Institut de Rythmologie et Modélisation Cardiaque, Fondation Bordeaux Université, Bordeaux, France; Université Bordeaux, Inserm, Centre de Recherche Cardio-Thoracique de Bordeaux U1045, Bordeaux, France
| | - Virginie Dubes
- IHU LIRYC, L'Institut de Rythmologie et Modélisation Cardiaque, Fondation Bordeaux Université, Bordeaux, France; Université Bordeaux, Inserm, Centre de Recherche Cardio-Thoracique de Bordeaux U1045, Bordeaux, France
| | - Bastien Guillot
- IHU LIRYC, L'Institut de Rythmologie et Modélisation Cardiaque, Fondation Bordeaux Université, Bordeaux, France; Université Bordeaux, Inserm, Centre de Recherche Cardio-Thoracique de Bordeaux U1045, Bordeaux, France
| | - Thomas Hof
- IHU LIRYC, L'Institut de Rythmologie et Modélisation Cardiaque, Fondation Bordeaux Université, Bordeaux, France; Université Bordeaux, Inserm, Centre de Recherche Cardio-Thoracique de Bordeaux U1045, Bordeaux, France
| | - Julie Magat
- IHU LIRYC, L'Institut de Rythmologie et Modélisation Cardiaque, Fondation Bordeaux Université, Bordeaux, France; Université Bordeaux, Inserm, Centre de Recherche Cardio-Thoracique de Bordeaux U1045, Bordeaux, France
| | - Marine E Martinez
- IHU LIRYC, L'Institut de Rythmologie et Modélisation Cardiaque, Fondation Bordeaux Université, Bordeaux, France; Université Bordeaux, Inserm, Centre de Recherche Cardio-Thoracique de Bordeaux U1045, Bordeaux, France
| | - Cindy Michel
- IHU LIRYC, L'Institut de Rythmologie et Modélisation Cardiaque, Fondation Bordeaux Université, Bordeaux, France; Université Bordeaux, Inserm, Centre de Recherche Cardio-Thoracique de Bordeaux U1045, Bordeaux, France
| | - Néstor Pallares-Lupon
- IHU LIRYC, L'Institut de Rythmologie et Modélisation Cardiaque, Fondation Bordeaux Université, Bordeaux, France; Université Bordeaux, Inserm, Centre de Recherche Cardio-Thoracique de Bordeaux U1045, Bordeaux, France
| | - Philippe Pasdois
- IHU LIRYC, L'Institut de Rythmologie et Modélisation Cardiaque, Fondation Bordeaux Université, Bordeaux, France; Université Bordeaux, Inserm, Centre de Recherche Cardio-Thoracique de Bordeaux U1045, Bordeaux, France
| | - Alice Récalde
- IHU LIRYC, L'Institut de Rythmologie et Modélisation Cardiaque, Fondation Bordeaux Université, Bordeaux, France; Université Bordeaux, Inserm, Centre de Recherche Cardio-Thoracique de Bordeaux U1045, Bordeaux, France
| | - Fanny Vaillant
- IHU LIRYC, L'Institut de Rythmologie et Modélisation Cardiaque, Fondation Bordeaux Université, Bordeaux, France; Université Bordeaux, Inserm, Centre de Recherche Cardio-Thoracique de Bordeaux U1045, Bordeaux, France
| | - Frédéric Sacher
- IHU LIRYC, L'Institut de Rythmologie et Modélisation Cardiaque, Fondation Bordeaux Université, Bordeaux, France; Université Bordeaux, Inserm, Centre de Recherche Cardio-Thoracique de Bordeaux U1045, Bordeaux, France; Centre Hospitalier Universitaire de Bordeaux, Département d'électrophysiologie et de stimulation cardiaques, Hôpital Cardiologique du Haut-Lévêque, Pessac, France
| | - Louis Labrousse
- IHU LIRYC, L'Institut de Rythmologie et Modélisation Cardiaque, Fondation Bordeaux Université, Bordeaux, France; Centre Hospitalier Universitaire de Bordeaux, Département de chirurgie cardiovasculaire, Hôpital Cardiologique du Haut-Lévêque, Pessac, France
| | - Julien Rogier
- Centre Hospitalier Universitaire de Bordeaux, Coordination des prélèvements d'organes et de tissus, Bordeaux, France
| | - Florence Kyndt
- Nantes Université, Centre Hospitalier Universitaire Nantes, CNRS, INSERM, l'institut du thorax, Nantes, France; Centre Hospitalier Universitaire Nantes, Service de génétique médicale, Nantes, France
| | - Manon Baudic
- L'Institut du thorax, INSERM, CNRS, Université Nantes, Nantes, France
| | - Jean-Jacques Schott
- Nantes Université, Centre Hospitalier Universitaire Nantes, CNRS, INSERM, l'institut du thorax, Nantes, France
| | - Julien Barc
- Nantes Université, CNRS, INSERM, l'institut du thorax, Nantes, France
| | - Vincent Probst
- Nantes Université, Centre Hospitalier Universitaire Nantes, CNRS, INSERM, l'institut du thorax, Nantes, France
| | - Marine Sarlandie
- L'Institut du thorax, INSERM, CNRS, Université Nantes, Nantes, France
| | - Céline Marionneau
- L'Institut du thorax, INSERM, CNRS, Université Nantes, Nantes, France
| | - Jesse L Ashton
- Auckland Bioengineering Institute, University of Auckland, Auckland, New Zealand
| | - Mélèze Hocini
- IHU LIRYC, L'Institut de Rythmologie et Modélisation Cardiaque, Fondation Bordeaux Université, Bordeaux, France; Université Bordeaux, Inserm, Centre de Recherche Cardio-Thoracique de Bordeaux U1045, Bordeaux, France; Centre Hospitalier Universitaire de Bordeaux, Département d'électrophysiologie et de stimulation cardiaques, Hôpital Cardiologique du Haut-Lévêque, Pessac, France
| | - Michel Haïssaguerre
- IHU LIRYC, L'Institut de Rythmologie et Modélisation Cardiaque, Fondation Bordeaux Université, Bordeaux, France; Université Bordeaux, Inserm, Centre de Recherche Cardio-Thoracique de Bordeaux U1045, Bordeaux, France; Centre Hospitalier Universitaire de Bordeaux, Département d'électrophysiologie et de stimulation cardiaques, Hôpital Cardiologique du Haut-Lévêque, Pessac, France
| | - Olivier Bernus
- IHU LIRYC, L'Institut de Rythmologie et Modélisation Cardiaque, Fondation Bordeaux Université, Bordeaux, France; Université Bordeaux, Inserm, Centre de Recherche Cardio-Thoracique de Bordeaux U1045, Bordeaux, France
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