Characterization of cationic conductances of human erythrocytes and their involvement in health and disease
Caractérisation des conductances cationiques des globules rouges humains et de leur implication physiologique et physiopathologique
Résumé
Red cell membranes are endowed with several ion channels. Normally silent, they will rapidly dissipate ionic gradients once activated. I present a pharmacological means (NS3623) for the enhancement of NSC channels in hyperpolarizing conditions with concomitant chloride conductance inhibition in freshly drawn healthy mature RBCs. Membrane potential estimation aided by proton ionophore CCCP allows the recording of membrane potential changes in real time, enabling the observation of ion channel activity as their opening alters the membrane potential. This method was used to describe dysfunctional cation homeostasis in hereditary anemia using patient cells affected by different mutations on Gárdos or Piezo1 channels. The technique is fast, reliable and inexpensive providing an alternative diagnostic tool with the added advantage of producing ion channel activity information. Ion channel activity was characterized throughout 42-day storage period of RBCs stored at 4 C in CPD-SAGM according to French regulations to address the issue of storage lesions, which reduce transfusion efficacy. NSC activity was shown to increase over time during storage and dramatic ion channel activity was observed during the last week. Consequently, NSC activity may jeopardize cell volume and morphology upon reinfusion. In conclusion, Non-Selective Cation channels play an important role in mature RBCs. They contribute or may constitute the origin of cation leak. They cause disease when malfunctioning and insight into their operation in these conditions may supply with therapeutic strategies. They are involved in the storage lesion, and may account for RBCs demise once back in the circulation.
La membrane des globules rouges est dotée de plusieurs canaux ioniques. Normalement silencieux, ils peuvent dissiper rapidement les gradients ioniques une fois activés. Lors de cette étude, l'utilisation du NS3623 à des concentrations supérieures à celles requises pour l'inhibition des voies de conductances anioniques montre que ce composé active les canaux cationiques non sélectifs permettant ainsi leur étude y compris en conditions hyperpolarisantes. Le suivi en temps réel du potentiel membranaire à l'aide de l'ionophore à protons CCCP permet d’observer directement l'activité des canaux ioniques lorsque leur ouverture modifie le potentiel membranaire. Cette méthode a été utilisée pour décrire l'homéostasie cationique dysfonctionnelle dans des cellules de patients affectés par différentes mutations sur les canaux Gárdos ou Piezo1. Elle pourrait constituer un outil de diagnostic alternatif. L'activité des canaux ioniques a été caractérisée tout au long de la période de stockage réglementaire des globules rouges stockés à 4 °C (42 jours), afin de mieux comprendre les lésions de stockage. Il a été démontré que l’activité du NSC augmentait avec le temps, devenant spectaculaire la dernière semaine de stockage. En conclusion, les canaux cationiques non sélectifs jouent un rôle dans l'homéostasie des globules rouges matures. Ils contribuent ou peuvent constituer l'origine de la fuite de cations. Ils sont à l'origine de maladies en cas de dysfonctionnement et la compréhension de leur fonctionnement dans ces conditions peut fournir des stratégies thérapeutiques. Enfin, ils sont impliqués dans les lésions de stockage compromettant par leur activité l'efficacité transfusionnelle.
| Origine | Version validée par le jury (STAR) |
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