La recherche s’est récemment intéressée à la dynamique des mitochondries et au rôle de la fusion et de la fission dans la cardioprotection. L’objectif de cette étude était d’évaluer (i) la fonction et la dynamique des mitochondries isolées à partir de cœurs exposés à l’ischémie/reperfusion (I/R) (ii) les effets de la mélatonine, un puissant cardioprotecteur, sur la dynamique mitochondriale dans l’I/R.
Des cœurs de rats isolés et perfusés ont été stabilisés pendant 30 minutes, soumis à une ischémie globale de 20 minutes, suivie d’une reperfusion de 30 minutes. Les tissus ont été prélevés, les mitochondries isolées pour mesurer la fonction oxydative mitochondriale et les lysats des fractions mitochondriales et cytosoliques préparés pour le western blotting. La mélatonine (0,3 ou 50 μM) a été administrée pendant 10 min immédiatement avant le début de l’ischémie et pendant 10 min au début de la reperfusion. La taille de l’infarctus a été évaluée après 35 min d’ischémie régionale/60 min de reperfusion par coloration au triphényltétrazolium. Les résultats montrent que la reperfusion réduit significativement la QO2 mitochondriale (états 3 et 4), avec des effets mineurs de la mélatonine. Beclin 1 cytosolique et le rapport LC3 II/I ont été réduits par l’ischémie et augmentés par la reperfusion. L’ischémie et la reperfusion ont toutes deux réduit les niveaux mitochondriaux de PINK1 et de Parkin, tandis que la reperfusion a augmenté p62.
Une voie alternative de mitophagie médiée par Rab9 est activée pendant l’ischémie/reperfusion myocardique. L’ischémie a réduit et la reperfusion a augmenté l’expression cytosolique d’ULK1, associée à une redistribution de Rab9 et Drp1 entre le cytosol et les mitochondries. La mélatonine a significativement réduit l’expression mitochondriale de p62 lors de la reperfusion. Tout au long du protocole, la mélatonine a significativement (i) augmenté les taux cytosoliques d’ULK1 total (t) et phospho (p), et de Rab9 (ii) augmenté les taux cytosoliques et réduit les taux mitochondriaux de pDrp1 et le rapport p/t Drp1, suggérant une inhibition de la fission mitochondriale. La fusion a été affectée dans une moindre mesure. La cardioprotection par la mélatonine est associée à des effets substantiels sur la mitophagie, dont l’importance reste à établir.