- Alors que la peau, les os et d’autres tissus du corps humain peuvent se réparer après une blessure, le cœur n’a pas cette capacité.
- À l’aide d’un modèle de souris, des chercheurs du centre médical de l’Université de Pittsburgh ont étudié la façon dont les cellules cardiaques communiquent, impliquant des signaux cellulaires.
- Ils ont découvert que le nombre de voies de communication diminue à mesure que les cellules cardiaques mûrissent chez la souris. Ce processus peut avoir évolué pour protéger le cœur des stress, mais en même temps peut également empêcher le cœur d’avoir la capacité de se régénérer.
Les cellules cardiaques se divisent rapidement au cours du développement embryonnaire et fœtal pour former le tissu cardiaque et le myocarde. Mais lorsque les cellules cardiaques mûrissent à l’âge adulte, elles atteignent un état terminal où elles ne peuvent plus se diviser.
Une nouvelle étude de recherche en laboratoire publiée dans
Les chercheurs ont découvert que l’apaisement de la communication entre les cellules cardiaques et leur environnement protège le cœur des signaux nocifs liés aux stress tels que l’hypertension artérielle. Mais en même temps, cet apaisement peut également empêcher les cellules cardiaques de recevoir des signaux susceptibles de favoriser la régénération.
Comment les cellules cardiaques communiquent
Les chercheurs ont examiné de près les pores nucléaires des cellules cardiaques de souris (cardiomyocytes).
Le noyau est entouré d’une enveloppe nucléaire, une couche protectrice imperméable, et est recouvert de minuscules pores qui permettent à l’information de se déplacer.
L’étude impliquait une microscopie à super-résolution, un type d’imagerie biomédicale, pour examiner et compter le nombre de pores nucléaires.
Les chercheurs ont découvert qu’à mesure que les cellules mûrissent, le nombre de pores diminue. Ils ont diminué de 63% au cours du développement, passant d’une moyenne de 1 856 dans les cellules fœtales à 1 040 dans les cellules infantiles à seulement 678 dans les cellules adultes.
Cette découverte est significative, car le nombre de pores nucléaires contrôle la quantité d’informations dans le noyau. Les chercheurs ont noté qu’à mesure que les cellules cardiaques mûrissent et que les pores nucléaires diminuent, moins d’informations pénètrent à l’intérieur.
Dans des recherches antérieures, l’équipe de recherche a découvert qu’un gène appelé Lamine b2 était impliqué. Ce gène, important pour la régénération des cardiomyocytes, est fortement exprimé chez les souris nouveau-nées mais décline avec l’âge.
Dans cette étude, des souris ont été conçues pour exprimer moins de pores nucléaires. Ces souris avaient une meilleure fonction cardiaque et une meilleure survie que les souris avec plus de pores nucléaires.
En réponse au stress, comme l’hypertension artérielle, les cellules cardiaques reçoivent des signaux dans leur noyau qui modifient les voies génétiques, entraînant des changements structurels dans le cœur. Ce remodelage est une cause majeure d’insuffisance cardiaque.
Les résultats de cette recherche peuvent aider à expliquer comment les pores nucléaires contribuent au processus de remodelage.
Nouvelles médicales aujourd’hui a interviewé l’auteur principal, le Dr Bernhard Kühn, professeur agrégé de pédiatrie et directeur de l’Institut pédiatrique pour la régénération cardiaque et la thérapeutique à la Pitt School of Medicine et à l’UPMC Children’s Hospital de Pittsburgh.
Le Dr Kühn a expliqué les principaux résultats de cette recherche à MNT:
« L’article montre comment les cellules du muscle cardiaque des mammifères, lorsqu’elles atteignent l’âge adulte, réduisent progressivement le nombre de voies par lesquelles elles communiquent avec leur environnement. Bien que cela les protège des signaux nocifs, tels que le stress, cela a un coût, car le nombre réduit de voies de communication limite également les signaux bénéfiques, par exemple, les signaux pour se régénérer.
En tant que tel, cet article explique pourquoi les cœurs adultes ne se régénèrent pas, mais les souris nouveau-nées et les cœurs humains le font.
Hypertension artérielle et maladies cardiaques
Le Dr Kühn souligne que « bien que l’article montre une signification dans un modèle murin d’hypertension, une indication directe pour améliorer la vie des patients souffrant d’hypertension artérielle n’est pas donnée. Les pores nucléaires sont de très grands complexes protéiques, et ils sont très, très difficiles à cibler thérapeutiquement avec les médicaments actuellement disponibles.
Le Dr Kühn a déclaré que bien que des recherches supplémentaires soient nécessaires, la nouvelle recherche fournit « un aperçu fondamental que la réponse au stress et la réponse régénérative dans le cœur sont couplées ».
« Cela jette les bases de recherches futures qui viseront à découpler ces mécanismes », a-t-il ajouté. « Comment pourrions-nous faire en sorte qu’un cœur humain se régénère sans augmenter sa sensibilité au stress ?
Du laboratoire à la recherche translationnelle
La recherche en laboratoire de cette nature peut conduire à une recherche translationnelle qui peut finalement profiter aux patients.
MNT a également parlé avec le Dr Ronald Grifka, cardiologue pédiatrique certifié et médecin-chef de l’Université du Michigan Health-West, non impliqué dans cette recherche.
« [As] la recherche médicale devient plus sophistiquée, nous en apprenons de plus en plus sur l’interdépendance entre divers organes et comment ils s’influencent les uns les autres. De nombreuses interactions ont une réponse positive ; parfois il y a une réponse négative. La façon dont l’environnement interagit avec notre corps génère de nombreuses recherches intéressantes. dit le Dr Grifka.
« Le stress peut affecter de nombreuses parties du corps et les interactions peuvent être très compliquées », a expliqué Grifka. « Comprendre comment le stress interagit avec divers organes et ce qui modifie nos réponses peut être utile pour décider si un traitement est nécessaire et, le cas échéant, quel traitement est le plus efficace. »
« Dans cette étude, décrire comment les cellules cardiaques interagissent avec l’environnement, contrôler le stress et l’hypertension artérielle est important, bien que des recherches supplémentaires soient nécessaires pour déterminer dans quelle mesure la régénération peut être compromise.
– Dr Ronald Grifka
Nancy Mitchell, infirmière autorisée et rédactrice collaboratrice chez Assisted Living, a souligné à MNT que les résultats de la recherche en laboratoire prennent beaucoup de temps avant de pouvoir être appliqués directement aux patients.
Lorsqu’on lui a demandé si la recherche en laboratoire pouvait conduire au développement de nouveaux médicaments, Mitchell a déclaré: «Il faudra peut-être jusqu’à deux décennies pour que les traitements cardiovasculaires parviennent au [patient’s] chevet.En effet, la plupart de ces études de recherche ont commencé par des essais sur des animaux. Ils doivent ensuite subir des tests humains, ce qui n’est pas une tâche en deux étapes. Les études humaines sur la santé cardiaque impliquent souvent des enquêtes actives avec des données démographiques soigneusement sélectionnées.
« De nombreuses études s’étendent sur plusieurs années pour donner des résultats précieux, en particulier avec des affections cardiaques », a-t-elle ajouté. « Cela peut être compliqué parce que les maladies cardiovasculaires comme l’hypertension ont tendance à avoir de multiples facteurs sous-jacents qui peuvent affecter la progression de la maladie au fil du temps. »
Enfin, le Dr Grifka a noté que « ce type de recherche translationnelle nécessite souvent plusieurs années d’études et un suivi étroit avant d’atteindre une utilisation clinique généralisée ».
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