Au cours des 24 premières heures après qu'un python ait dévoré sa proie massive, son cœur grandit de 25 %, son tissu cardiaque se ramollit considérablement et l'organe se contracte de plus en plus fort pour plus que doubler son pouls. Pendant ce temps, une vaste collection de gènes spécialisés entre en action pour aider à stimuler le métabolisme du serpent de quarante fois. Deux semaines plus tard, après que son festin a été digéré, tous les systèmes reviennent à la normale ; son cœur reste à peine plus gros et même plus fort qu'avant.
Ce processus extraordinaire, décrit par les chercheurs de CU Boulder dans la revue PNASpourrait finalement inspirer de nouveaux traitements pour une maladie cardiaque humaine courante appelée fibrose cardiaque, dans laquelle le tissu cardiaque se raidit, ainsi qu'une foule d'autres maladies modernes auxquelles les serpents monstrueux semblent résister miraculeusement.
Les pythons peuvent rester des mois, voire un an, dans la nature sans manger, puis ingérer une quantité supérieure à leur propre masse corporelle, sans que rien de mal ne leur arrive. Nous pensons qu'ils possèdent des mécanismes qui protègent leur cœur des éléments qui pourraient être nocifs pour les humains. Cette étude contribue grandement à déterminer de quoi il s'agit. »
Leslie Leinwand, auteure principale de l'étude et professeure de biologie moléculaire, cellulaire et développementale, Université du Colorado à Boulder
Leinwand est également directeur scientifique de l’Institut BioFrontiers.
Leinwand a commencé à étudier les pythons il y a près de deux décennies, et son laboratoire reste l'un des rares au monde à s'intéresser à ces reptiles constricteurs et non venimeux pour trouver des indices permettant d'améliorer la santé humaine.
Les pythons, qui peuvent mesurer jusqu'à 6 mètres de long selon l'espèce, vivent généralement dans les régions pauvres en ressources d'Afrique, d'Asie du Sud et d'Australie. Ils jeûnent pendant de longues périodes, mais lorsqu'ils ont la possibilité de manger, ils peuvent avaler un cerf entier.
« La plupart des personnes qui utilisent des modèles animaux pour étudier la maladie et la santé se concentrent généralement sur les rats et les souris, mais il y a beaucoup à apprendre d’animaux comme les pythons qui ont développé des moyens de survivre dans des environnements extrêmes », a déclaré Leinwand.
Il existe deux types de croissance cardiaque chez l'homme, explique Leinwand : la croissance saine, comme celle qui résulte d'un exercice d'endurance chronique, et la croissance malsaine, comme celle qui résulte d'une maladie.
Les pythons, tout comme les athlètes d’élite, excellent dans la croissance saine du cœur.
Ses travaux précédents ont montré qu'au cours d'une semaine à dix jours après un repas, le cœur des pythons devient beaucoup plus gros, leur rythme cardiaque double et leur circulation sanguine devient blanc laiteux avec des graisses circulantes qui, étonnamment, nourrissent plutôt qu'elles n'endommagent leur tissu cardiaque.
La nouvelle étude a cherché à comprendre comment tout cela se produit.
Les chercheurs ont donné à des pythons qui avaient jeûné pendant 28 jours un repas représentant 25 % de leur poids corporel et les ont comparés à des serpents qui n’avaient pas été nourris.
Ils ont découvert qu'au fur et à mesure que le cœur des serpents bien nourris grandissait, des faisceaux spécialisés de muscle cardiaque appelés myofibrilles, qui aident le cœur à se dilater et à se contracter, se ramollissaient radicalement et se contractaient avec une force environ 50 % supérieure. Parallèlement, ces mêmes serpents présentaient de « profondes différences épigénétiques », c'est-à-dire des différences dans les gènes activés ou désactivés, par rapport aux serpents à jeun.
Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour identifier précisément quels gènes et métabolites sont en jeu et ce qu'ils font, mais l'étude suggère que certains pourraient inciter le cœur du python à brûler de la graisse au lieu du sucre comme carburant. Il est à noter que les cœurs malades ont du mal à le faire.
Les tissus rigides ou fibreux favorisent la maladie dans d’autres organes que le cœur, notamment les poumons et le foie. Il pourrait donc y avoir des applications dans ces domaines également.
« Nous avons découvert que le cœur du python est capable de se remodeler radicalement, de devenir beaucoup moins rigide et beaucoup plus économe en énergie, en seulement 24 heures », a déclaré Leinwand. « Si nous pouvions comprendre comment le python fait cela et l'exploiter pour l'utiliser à des fins thérapeutiques chez l'homme, ce serait extraordinaire. »
