Les chercheurs ont découvert qu'en activant un gène qui favorise la propagation des cancers, ils peuvent améliorer la régénération du muscle cardiaque endommagé. Les résultats de l'étude, publiés en avril 2020 dans la revue Communication nature, pourrait marquer le début d'un traitement curatif des maladies cardiaques.
Sommaire
Pourquoi les maladies cardiaques sont-elles un objectif de santé important?
Les maladies cardiaques dues à des lésions congénitales ou acquises du muscle cardiaque sont une des principales causes de décès dans la plupart des pays développés. Les dommages aux muscles cardiaques peuvent être dus à un manque d'approvisionnement en oxygène comme dans les cardiopathies ischémiques, ou à un stress mécanique excessif comme dans certaines formes de malformations cardiaques congénitales et de dommages liés à l'infection.
Il n'existe actuellement aucun moyen de restaurer la force des cellules musculaires cardiaques endommagées ou de remplacer les cellules mortes. Le cœur remplit les lacunes avec du tissu cicatriciel, qui est fibreux plutôt que musculaire. Par conséquent, il continue de perdre sa puissance contractile et le corps est affaibli en conséquence par la perte d'un pompage adéquat du sang oxygéné.
L'insuffisance cardiaque est le résultat de tels dommages musculaires continus, et elle peut entraîner une grave détérioration de la qualité de vie et, éventuellement, la mort. Elle affecte environ 23 millions de personnes dans le monde chaque année.
Après une seule crise cardiaque, lorsqu'une ou plusieurs artères du muscle cardiaque sont bloquées, jusqu'à un milliard de fibres contractiles du muscle cardiaque peuvent être perdues, avec de graves cicatrices cardiaques si l'individu survit. « L'incapacité du cœur à se régénérer est un besoin clinique non satisfait important », explique le chercheur Wilson.
De plus, avec une population mondiale en plein essor et une prévalence croissante des maladies cardiaques, le coût du traitement des patients souffrant d'insuffisance cardiaque devrait augmenter. Cela a motivé de nombreuses recherches sur la façon de stimuler le cœur à se réparer.
Cœur de souris adulte après activation des deux protéines vitales pour la réplication cellulaire. Le vert montre la réplication des cellules. Crédit d'image: Cathy Wilson, Université de Cambridge
Sur quoi portait l'étude?
Les cellules de mammifères se répliquent afin de provoquer la croissance des organes et du corps lui-même. Le mécanisme d'une telle réplication est contenu dans le cycle cellulaire. Le cycle cellulaire est donc le processus par lequel les cellules se répliquent.
Il s'agit d'un processus strictement réglementé en raison du danger de réplication incontrôlée ou défectueuse de la matière génétique, l'ADN, qui pourrait conduire à la production de protéines non fonctionnelles ou à une cellule en prolifération folle – l'origine potentielle d'une tumeur.
Le gène Myc est l'un des nombreux qui sont connus pour jouer un rôle important dans la production du cancer, car il se révèle être hyperactif dans la plupart des cancers. Une quantité considérable de recherches s'est donc concentrée sur la compréhension et la manipulation de ce gène.
Qu'est-ce que la recherche a montré?
La présente étude a examiné les effets d'une régulation à la hausse de l'expression du gène Myc dans un modèle murin. La régulation à la hausse signifie augmenter l'activité du gène en termes de production de protéines. Les chercheurs ont vu que lorsque le gène était hyperactif, il a provoqué l'apparition de cancers dans de nombreux organes, tels que le foie et les poumons.
Les effets favorisant le cancer étaient dus à la réplication d'un nombre très élevé de cellules en quelques jours seulement. Cependant, la production de tumeurs n'a pas été observée dans le cœur, étrange à dire.
Lorsqu'ils ont analysé la question, ils ont découvert que des changements dans le niveau d'activité du gène Myc ne pouvaient produire un effet correspondant dans les cellules du muscle cardiaque que s'il y avait suffisamment d'une autre protéine appelée Cycline T1. Le gène Ccnt1 code cela dans les cellules. En effet, les gènes Ccnt1 et Myc doivent être co-exprimés pour que ces derniers fonctionnent.
Les chercheurs ont découvert que la fourniture de cycline T1 a provoqué un changement d'état des cellules musculaires cardiaques et une phase de régénération. Cela provoque la réplication des cellules cardiaques, malgré le fait que les cellules cardiaques adultes ne se répliquent pas normalement. Le résultat final? Il y a eu « une forte augmentation du nombre de cellules musculaires cardiaques », selon Wilson.
Regarder plus loin – le rôle de Ccnt1
Les enquêteurs ont utilisé une technologie de séquençage de nouvelle génération appelée ChIP pour visualiser l'action de Myc dans les cellules cardiaques. Ils ont découvert que Myc déclenche l'expression d'un facteur de transcription – une protéine qui se lie à l'ADN dans les cellules cibles, activant l'expression des gènes. Cependant, ils ont également observé que même si cette liaison se produisait normalement, le facteur de transcription ne pouvait pas activer le gène, comme prévu, et ne pouvait donc pas induire la réplication des cellules cardiaques. Cela était dû à la carence en cycline T1.
Ils ont ensuite ajouté de la cycline T1 aux cellules cardiaques avec une expression hyperactive de Myc – et la prolifération cellulaire a commencé à se produire. Wilson dit que le manque de cycline T1 « peut être l'une des raisons pour lesquelles le cancer cardiaque est si extrêmement rare. Maintenant que nous savons ce qui manque, nous pouvons l'ajouter et faire répliquer les cellules. »
Que signifie le lien Myc-Cyclin T1 pour les patients souffrant d'insuffisance cardiaque?
Les chercheurs veulent travailler sur leurs résultats pour développer une thérapie au niveau des gènes pour les maladies cardiaques. En même temps, ils ne veulent pas déclencher de tumeurs cardiaques. Wilson résume leur quête: « Nous voulons utiliser des technologies commutables à court terme pour allumer Myc et Cyclin T1 dans le cœur. De cette façon, nous ne laisserons aucune empreinte génétique qui pourrait conduire par inadvertance à la formation d'un cancer. »
Référence de la revue:
Bywater, M.J., Burkhart, D.L., Straube, J. et al. La réactivation de la transcription de Myc dans le cœur de la souris débloque sa capacité de prolifération. Nat Commun 11, 1827 (2020). https://doi.org/10.1038/s41467-020-15552-x
